Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) manakah model pembelajaran yang menghasilkan prestasi belajar matematika lebih baik antara model pembelajaran TSTS berbantuan puzzle atau model pembelajaran konvensional; (2) manakah yang menghasilkan prestasi belajar matematika yang lebih baik antara siswa dengan gaya belajar visual, auditorial, atau kinestetik; (3) pada masing-masing model pembelajaran, apakah terdapat perbedaan prestasi belajar matematika antara siswa yang memiliki gaya belajar visual, auditorial, dan kinestetik; dan (4) pada masingmasing gaya belajar, manakah model pembelajaran yang menghasilkan prestasi belajar matematika lebih baik antara model pembelajaran TSTS berbantuan puzzle atau model pembelajaran konvensional. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu dengan rancangan faktorisasi 2×3. Penelitian dilakukan di SMK Negeri 2 Karanganyar dengan populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas X jurusan Rekayasa Perangkat Lunak tahun pelajaran 2024/2025 dan sampel penelitian sebanyak 71 siswa yang berasal dari kelas X RPL C sebagai kelas eksperimen dan kelas X RPL A sebagai kelas kontrol dengan pengambilan sampel menggunakan teknik cluster random sampling. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah metode dokumentasi, angket, dan tes. Teknik analisis data yang digunakan adalah analisis variansi dua jalan dengan sel tak sama, kemudian dilanjutkan uji komparasi ganda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) model pembelajaran Two Stay Two Stray (TSTS) berbantuan puzzle menghasilkan prestasi belajar matematika yang lebih baik daripada model pembelajaran konvensional; (2) siswa dengan gaya belajar kinestetik menghasilkan prestasi belajar matematika yang lebih baik daripada siswa dengan gaya belajar auditorial, sedangkan siswa dengan gaya belajar visual menghasilkan prestasi belajar matematika yang sama baiknya dengan siswa gaya belajar kinestetik dan auditorial; (3) pada masingmasing model pembelajaran, siswa gaya belajar visual memiliki prestasi belajar matematika yang sama baiknya dengan siswa gaya belajar auditorial dam kinestetik, serta siswa gaya belajar kinestetik memiliki prestasi belajar matematika lebih baik daripada siswa gaya belajar auditorial.; dan (4) pada masing-masing gaya belajar, siswa yang diberi model pembelajaran TSTS berbantuan puzzle memberikan prestasi belajar matematika yang lebih baik daripada siswa yang diberikan model pembelajaran konvensional.
