Pembelajaran pada perguruan tinggi dilakukan dengan memisahkan pembelajaran sains dan matematika padahal kedua materi tersebut dapat diintergrasikan. Kondisi ini membuat masih rendahnya kemampuan berpikir logis mahasiswa PGSD di salah satu LPTK di Sumatera. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana perbedaan kemampuan berpikir logis mahasiswa yang diajarkan dengan menggunakan bahan ajar sains terintegrasi matematika berbasis masalah dengan model Contextual Teaching and Learning (CTL). Metode penelitian yang dipakai adalah metode eksperimen dengan pendekatan komparatif serta rancangan penelitian menggunakan factorial design. Instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan data dalam penelitian ini adalah lembar tes soa kemampuan berpikir logis mahasiswa. Hasil penelitian yang menunjukan rata-rata kemampuan berpikir logis bahan ajar sains terintegrasi matematika berbasis masalah yaitu 83,55 dengan Ngain 0,76, sementara rata-rata kelas dengan model CTL 69,58 dengan Ngain 0,60. Jadi kesimpulan yang diperoleh adalah terdapat perbedaan kemampuan berpikir logis mahasiswa yang mana kemampuan berpikir logis mahasiswa yang menggunakan bahan ajar sains terintegrasi matematika berbasis masalah lebih tinggi daripada kemampuan berpikir logis mahasiswa yang menggunakan model CTL