Belajar sudah menjadi kebutuhan pokok saat ini. Kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan dewasa ini telah menyebabkan informasi dapat tersedia dalam jumlah yang tak terbatas dan dengan akses yang mudah. Hal ini menjadikan banyak perubahan serta perkembangan dari berbagai aspek kehidupan. Perubahan ini tentunya perlu direspon dengan penyelesaian pendidikan yang profesional dan bermutu. Dalam upaya untuk mencapai tujuan matematika, guru merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan siswa. Hasil observasi peneliti menunjukkan bahwa pada proses pembelajaran terlihat suasana kelas yang kurang kondusif. Kebiasaan siswa dalam pembelajaran adalah duduk, diam, dengar, catat, siswa tidak aktif bertanya jika kurang paham dengan materi yang disampaikan, siswa hanya mengingat pelajaran matematika pada saat belajar dan setelah itu lupa, siswa terbiasa menghafal rumus tanpa memahaminya. Permasalahan ini disebabkan karena model ataupun pendekatan pembelajaran yang digunakan belum melibatkan peran aktif siswa. Penelitian ini adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK), peneliti bertindak sebagai pendidik dan pendidik mata pelajaran sebagai observer. Pembelajaran dilakukan selama 2 siklus dengan 6 kali pertemuan. Metode pengumpulan data menggunakan tes tertulis, lembar observasi untuk mengamati aktivitas siswa dan metode dokumentasi, serta wawancara. Berdasarkan hasil analisis dari penelitian dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut: 1) Penerapan model pembelajaran kooperatif tipe Two Stay Two Stray dapat meningkatkan kemandirian belajar siswa seiring dengan pergantian siklus. 2) Penerapan model pembelajaran kooperatif tipe Two Stay Two Stray ini dapat meningkatkan hasil belajar siswa. 3) Penerapan model pembelajaran kooperatif tipe Two Stay Two Stray dapat meningkatkan kemandirian belajar dan hasil belajar siswa pada mata pelajaran matematika. Hal ini dapat dilihat dari hasil belajar siswa yang mengalami peningkatan dari siklus I ke siklus II