Pembelajaran yang lebih ditekankan pada prosedur dan hasil dalam penyelesaian masalah tidak akan mengaktifkan strukur kognitif (berpikir) siswa dan tidak meningkatkan kemampuan berpikir matematis. Siswa hanya akan meniru prosedur yang dilakukan guru. Penelitian ini merupakan studi kasus pembelajaran matematika di kelas IV sekolah dasar pada materi pembagian bilangan bulat. Tujuan penelitian adalah mendeskripsikan struktur kognitif siswa dalam menyelesaikan masalah. Penelitian menggunakan metode kombinasi (kualitatif-kuantitatif) dengan desain concurrent embedded. Teknik pengumpulan data dilakukan secara trianggulasi yaitu observasi partisipan, wawancara yang mendalam, serta studi dokumentasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur kognitif Siswa A memiliki struktur kognitif komparatif dan siswa B memiliki struktur kognitif penalaran logis. Siswa menggunakan struktur kognitif untuk memproses informasi dan menciptakan makna dengan cara (1) membuat koneksi,(2) menemukan pola,(3) mengidentifikasi aturan, dan (4) mengabstraksikan prinsip-prinsip.