Pembelajaran diferensiasi menurut Tomlinson (2000) adalah usaha yang dilakukan guru dalam menyesuaikan proses pembelajaran di kelas untuk memenuhi kebutuhan belajar individu. Jadi, dengan kata lain pembelajaran diferensiasi adalah segala usaha yang masuk akal dalam proses pembelajaran yang dapat mengakomodir semua kebutuhan siswa. Pada proses pembelajaran diferensiasi lebih menekankan pada kebutuhan individu, karena kita ketahui bersama sesuai dengan filosofi KHD bahwa setiap anak itu unik, mereka punya ciri khas masing-masing dan terlahir dengan kodrat alam dan zamannya, dalam hal ini guru hanya bisa menuntun lakunya bukan kodratnya. Oleh karena itu sebagai guru kita harus selalu berusaha untuk memenuhi dan memperhatikan kebutuhan belajar setiap murid yang berbeda tersebut.
Guru dalam hal ini bukan berarti mengajar dengan berbagai cara yang berbeda dalam waktu yang sama. Namun ketika guru mengajar terlebih dahulu harus melakukan pemetaan terhadap kebutuhan belajar murid terkait dengan kesiapan belajar, minat, dan profil belajar murid. Selain itu guru harus mampu menciptakan lingkungan belajar yang "mengundang' murid untuk belajar, mendefinisikan tujuan pembelajaran jelas, melaksanakan penilaian berkelanjutan dengan memanfaatkan informasi yang didapatkan dari proses penilaian formatif yang telah dilakukan, merespon kebutuhan belajar murid (kesiapan belajar, minat belajar dan profil belajar siswa) sehingga dapat mewujudkan manajemen kelas yang efektif. Untuk melakukan semua itu dapat dilakukan melalui strategi diferensiasi diantaranya Diferensiasi Konten merujuk pada strategi dalam membedakan pengorganisasian dan format penyampaian konten yang disampaikan oleh guru. Diferensiasi Proses merujuk pada strategi untuk membedakan proses yang harus dijalani oleh murid yang dapat memungkinkan mereka untuk berlatih dan memahami isi (content) materi. Diferensiasi Produk merujuk pada strategi untuk memodifikasi produk hasil belajar murid, hasil latihan, penerapan, dan pengembangan apa yang telah dipelajari.
Pembelajaran diferensiasi dapat memenuhi kebutuhan belajar murid dan membantu mencapai hasil belajar yang optimal serta kaitannya dengan materi modul sebelumnya yaitu seperti yang dikemukakan oleh Ki Hajar Dewantara bahwa setiap anak merupakan suatu pribadi yang unik, yang mempunyai karakter khas yang membedakannya dengan anak lainnya. Sesungguhnya dari sejak dilahirkan setiap anak mempunyai perilaku, watak, karakter, bakat, minat, tingkat emosional, kecerdasan yang berbeda, maka setiap anak atau murid harus memperoleh penghargaan maupun perlakuan yang berbeda sebagai seorang individu.
Untuk dapat mengembangkan bakat dan minat yang dimiliki murid dan mencapai hasil belajar yang optimal disinilah peran guru dalam memodifikasi pembelajaran dengan sedemikian rupa untuk dapat memenuhi kebutuhan belajar murid yang berbeda beda tersebut. Hal tersebut dapat dilakukan dengan menerapkan pembelajaran berdiferensiasi, apakah dari segi konten, proses maupun produknya yang diawali dengan memetakan kebutuhan murid itu sendiri dalam belajar agar tujuan pembelajaran dapat tercapai.
Pada intinya untuk mencapai pemenuhan kebutuhan dan prestasi belajar yang optimal, hal utama yang harus dilakukan oleh guru adalah dengan memetakan kebutuhan belajar siswanya karena dengan semua itu guru dapat merancang, menerapkan/ melaksanakan dan mengevaluasi pembelajaran yang sesuai dengan tujuan dan kebutuhan siswa itu sendiri. Dengan terpenuhinya kebutuhan belajar siswa yang berbeda- beda tersebut, maka prestasi belajar optimal dapat tercapai sesuai dengan apa yang diharapkan.
