Matematika merupakan ilmu untuk melatih cara berpikir dan mengolah logika yang benar sesuai dengan aturan yang terdiri dari aksioma dan dalil. Proses berpikir matematika dimulai dari penemuan informasi, pengolahan, penyimpanan, dan mengingat.
Matematika sering disebut dengan akar dari ilmu pengetahuan dan teknologi. Tuntutan kemampuan matematika tidak hanya terbatas pada kemampuan berhitung. Menurut Fathani (2016) kemampuan matematis meliputi kemampuan bernalar yang logis dan kritis dalam pemecahan masalah.
Matematika merupakan materi pelajaran yang membekali kemampuan berpikir logis, sistematis, analitis, kritis, dan kreatif (Depdiknas, 2007). Kemampuan tersebut diperlukan agar siswa dapat memiliki kemampuan memperoleh, mengelola, dan memanfaatkan informasi dalam hidup bermasyarakat.
Potensi atau kemampuan yang didapatkan melalui pembelajaran matematika dapat terwujud apabila pembelajaran matematika menekankan pada aspek peningkatan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Di mana hal tersebut mengharuskan siswa memanipulasi informasi dan ide-ide dengan cara tertentu untuk memberikan pengertian baru.
Salah satu kemampuan berpikir tingkat tinggi yaitu kemampuan berpikir kritis. Berpikir kritis merupakan kemampuan untuk berpikir dengan menggunakan proses analisis dan evaluasi (Gunawan, 2007).
Sementara itu, pembelajaran matematika juga memupuk kemampuan untuk bekerja secara terstruktur dan terorganisir. Dalam pemecahan masalah matematika, penting untuk memiliki rencana kerja yang jelas dan mengikuti langkah-langkah secara sistematis. Hal tersebut dapat melatih siswa untuk mengembangkan keterampilan perencanaan dan manajemen waktu.
Dengan demikian, pembelajaran matematika bukan hanya tentang memahami konsep-konsep matematika secara teoritis, tetapi juga tentang mengembangkan kemampuan berpikir kritis, kreatif, dan sistematis. Oleh karena itu, penting bagi pendidik untuk merancang pembelajaran matematika yang menekankan pada pengembangan kemampuan tersebut, sehingga siswa dapat mengoptimalkan potensi yang didapatkan melalui pembelajaran tersebut.
Pembelajaran matematika tidak hanya berfokus pada pengembangan penguasaan konsep-konsep matematika secara teoritis. Akan tetapi, pembelajaran matematika juga berfokus pada pengembangan kemampuan berpikir kritis dan kreatif pada siswa.
Pengembangan kemampuan berpikir kritis melalui pembelajaran matematika dapat dilakukan dengan pembelajaran berbasis masalah (problem based learning). Barrows dan Tamblyn mendefinisikan PBL sebagai pembelajaran yang dihasilkan dari proses bekerja menuju pemahaman atau pemecahan masalah. Rusman menjelaskan bahwa salah satu model pembelajaran yang dapat digunakan untuk mengembangkan kemampuan berpikir adalah pembelajaran berbasis masalah.
Problem based learning merupakan model pembelajaran yang berorientasi pada teoritik konstruktivisme. Pembelajaran problem based learning mengharuskan siswa untuk mempelajari konsep-konsep yang berkaitan dengan masalah serta metode untuk menyelesaikan masalah tersebut. Penerapan PBL dalam matematika contohnya ketika menentukan sebuah penyelesaian tersebut benar atau salah.
Peningkatan kemampuan berpikir kritis dengan problem based learning terbukti efektif berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Newell dan Simon. Hal tersebut juga didukung oleh penelitian Shepherd yang menunjukkan bahwa PBL meningkatkan kemampuan berpikir kritis secara signifikan.