Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi dampak desain aktivitas matematika menggunakan LEGO terhadap kemampuan operasi bilangan siswa SD kelas tinggi. Metode yang digunakan adalah Teacher Action Research dengan partisipan sebanyak 32 siswa dari SDN 14 Cakranegara. Proses penelitian melibatkan perencanaan, implementasi, dan analisis data kualitatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebanyak 17 siswa berhasil meningkatkan kemampuan operasi bilangan mereka, sementara 15 siswa masih menghadapi kesulitan. Terdapat perubahan signifikan pada kelompok siswa level lanjut yang naik dari 5 menjadi 13. Implikasi penelitian ini mencakup perlunya pendekatan diferensiatif dan adaptasi pembelajaran untuk memenuhi kebutuhan individu siswa. Selain itu, saran praktis disarankan agar guru mengintegrasikan pendekatan pembelajaran ini secara hati-hati dengan pemberian umpan balik dan penyesuaian yang berkelanjutan. Penelitian ini memberikan kontribusi pada literatur penggunaan manipulatif dalam pembelajaran matematika dan menekankan perlunya pemahaman mendalam tentang variasi respons siswa untuk merancang strategi pembelajaran yang lebih efektif di tingkat SD.