Pembelajaran matematika di sekolah dasar sering kali berfokus pada prosedur rutin dan pencapaian jawaban yang benar, sehingga memberikan ruang yang terbatas bagi siswa untuk mengembangkan kemampuan penalaran dan berpikir reflektif. Akibatnya, banyak siswa memiliki pemahaman konseptual yang kurang mendalam dan partisipasi yang rendah dalam membangun makna pembelajaran. Penelitian ini mengkaji penerapan pendekatan deep learning dalam pembelajaran matematika kelas IV di SD Negeri Sampang 1. Penelitian ini menggunakan desain studi kasus kualitatif dengan pengumpulan data melalui observasi partisipatif, wawancara mendalam dengan guru dan siswa, serta analisis dokumentasi. Analisis data dilakukan secara tematik melalui tahap reduksi data, pengodean, kategorisasi, dan interpretasi tema. Hasil penelitian menunjukkan bahwa praktik deep learning mampu mengubah interaksi pembelajaran di kelas melalui tiga tahap yang saling berkaitan, yaitu penyesuaian, keterlibatan dialogis dan internalisasi reflektif. Praktik tersebut mendorong kesadaran metakognitif dan memperkuat hubungan yang bermakna antara konsep matematika dan pengalaman sehari-hari siswa. Serta menciptakan suasana emosional yang mendukung proses belajar. Meski terdapat kendala berupa keterbatasan waktu dan perbedaan kemampuan siswa, guru menerapkan strategi adaptif seperti aktivitas berdiferensiasi dan kerja kelompok homogen untuk mempertahankan pembelajaran yang kontekstual dan reflektif. Penelitian ini menyimpulkan bahwa pendekatan deep learning dapat diterapkan dalam pembelajaran matematika kelas IV untuk menciptakan pembelajaran yang lebih aktif, reflektif dan bermakna.