Kajian ini dimaksudkan untuk menganalisis dampak strategi pembelajaran kolaboratif Think Pair Share (TPS) dan kemampuan awal matematis terhadap kemampuan metakognitif peserta didik dalam menyelesaikan permasalahan matematika yang berkaitan dengan operasi bilangan bulat. Dengan menerapkan rancangan eksperimen faktorial 2 * 2 , studi ini mengikutsertakan 48 peserta didik tingkat IV sekolah dasar di wilayah Kota Padang. Analisis varians dua arah menghasilkan beberapa temuan penting: pertama, kemampuan metakognitif peserta didik yang memperoleh pembelajaran TPS menunjukkan perbedaan yang bermakna dibandingkan dengan kelompok yang menggunakan pendekatan ekspositori ( F(1, 44) = 25.432 , p < 0.001 eta ^ 2 = 0.366 ); kedua, tidak ditemukan interaksi yang signifikan antara pembelajaran dan kemampuan awal matematis peserta didik ( F(1, 44) = 0.021 p = 0.886 ); ketiga, peserta didik dengan kemampuan awal matematis tinggi yang mendapat perlakuan TPS memperlihatkan kemampuan metakognitif yang lebih unggul daripada kelompok ekspositori ( t(22) = 7.12 , p < 0.001 d = 2.93 ); keempat, demikian pula peserta didik dengan kemampuan awal matematis rendah yang diajarkan melalui TPS memiliki kemampuan metakognitif yang lebih baik dibandingkan pendekatan ekspositori ( t(22) = 4.23 , p < 0.001 d = 1.66 ) Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa implementasi strategi pembelajaran TPS terbukti efektif dalam mengembangkan kemampuan metakognitif peserta didik, tanpa memandang tingkat kemampuan awal matematis yang dimiliki.