Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) manakah yang memberikan prestasi belajar matematika lebih baik antara siswa yang dikenai model pembelajaran TAI SAVI, TAI, atau model pembelajaran langsung, 2) manakah yang mempunyai prestasi belajar matematika lebih baik antara siswa dengan gaya belajar matematika visual, auditorial, atau kinestetik, 3) pada masing-masing gaya belajar matematika siswa, manakah yang memberikan prestasi belajar matematika lebih baik antara siswa yang dikenai model pembelajaran TAI SAVI, TAI atau model pembelajaran langsung, 4) pada masing-masing model pembelajaran, manakah yang mempunyai prestasi belajar matematika lebih baik antara siswa dengan gaya belajar visual, auditorial, atau kinestetik.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental semu dengan desain faktorial 3x3. Populasi penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI SMK Swasta se-Kabupaten Grobogan tahun pelajaran 2016/2017. Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik stratified cluster random sampling. Sampel berjumlah 269 siswa: 90 siswa yang dikenai model pembelajaran TAI SAVI, 90 siswa yang dikenai model pembelajaran TAI, dan 89 siswa yang dikenai model pembelajaran langsung. Instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan data adalah instrumen tes prestasi belajar  matematika dan instrumen angket gaya belajar siswa. Teknik analisis data menggunakan analisis variansi dua jalan dengan sel tak sama dan dilanjutkan uji komparasi ganda dengan metode Scheffe’ apabila hipotesis nol ditolak.
Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh simpulan bahwa: 1) prestasi belajar matematika siswa yang dikenai model pembelajaran TAI SAVI lebih baik daripada TAI dan model langsung, prestasi belajar matematika siswa yang dikenai model pembelajaran TAI sama dengan model langsung, 2) prestasi belajar matematika siswa dengan gaya belajar auditorial lebih baik daripada visual dan kinestetik, prestasi belajar matematika siswa dengan gaya belajar visual sama dengan kinestetik, 3) pada gaya belajar visual dan auditorial, model pembelajaran TAI SAVI, TAI, maupun langsung memberikan prestasi belajar matematika yang sama, sedangkan untuk siswa dengan gaya belajar kinestetik, model pembelajaran TAI SAVI lebih baik daripada langsung, TAI SAVI dengan TAI maupun TAI dengan langsung memberikan prestasi belajar yang sama, 4) pada masing-masing
model pembelajaran, gaya belajar visual, auditorial maupun kinestetik menghasilkan prestasi belajar matematika yang sama.