Tujuan dari penelitian ini untuk menelaah: (1) Penigkatan kemampuan penalaran matematika siswa yang memperoleh pembelajaran berbasis masalah lebih baik daripada siswa yang memperoleh pembelajaran konvensional, (2) Penigkatan kemampuan koneski matematika siswa yang memperoleh pembelajaran berbasis masalah lebih baik daripada siswa yang memperoleh pembelajaran konvensional, (3) Kadar aktivitas siswa selama proses pembelajaran berbasis masalah berlangsung. Penelitian ini merupakan penelitian semi eksperimen. Populasi penelitian ini adalah siswa kelas VII SMP di kota Takengon tahun pelajaran 2016/2017. Secara acak, dipilih dua sekolah sebagai subyek penelitian, yaitu SMP Negeri 4 Takengon dan MTsS Ulumul Qur’an Takengon. Kemudian secara acak dipilih dua kelas dari delapan kelas di kedua sekolah tersebut. Kelas eksperimen diberi perlakuan pembelajaran berbasis masalah dan kelas kontrol diberi perlakuan pembelajaran konvensional. Instrumen yang digunakan terdiri dari: tes kemampuan penalaran matematika, tes kemampuan koneksi matematika dan lembar observasi aktivitas siswa. Analisis data dilakukan dengan analisis kovarians (ANAKOVA). Hasil dari penelitian ini adalah secara keseluruhan siswa yang memperoleh pembelajaran berbasis masalah secara signifikan lebih baik dalam meningkatkan kemampuan penalaran matematika dan koneksi matematika dibandingkan siswa yang pembelajaran konvensionAl dan aktivitas siswa dalam pembelajaran berbasis masalah adalah efektif.