Pendidikan Islam tradisional menghadapi tantangan yang semakin besar dalam beradaptasi dengan era digital dan kemajuan ilmu pengetahuan, yang tercermin dari rendahnya literasi STEM, terbatasnya minat terhadap sains dan matematika, serta masih bertahannya metode pembelajaran yang bersifat hafalan dan dogmatis sehingga membatasi kemampuan berpikir kritis. Penelitian ini mengkaji Madilog (Materialisme, Dialektika, dan Logika) karya Tan Malaka sebagai kerangka epistemologis untuk mengkritik dan mereformasi pendidikan Islam tradisional. Dengan menggunakan pendekatan mixed methods (metode campuran), penelitian ini mengombinasikan analisis kepustakaan terhadap Madilog dan berbagai karya ilmiah terkait dengan survei kuantitatif yang melibatkan seluruh guru di Madrasah Diniyah Ath-Thoyyibah Ponorogo. Data kuesioner dianalisis menggunakan statistik deskriptif dan uji korelasi Kendall's tau-b melalui SPSS 22. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Madilog mendorong cara berpikir yang rasional, ilmiah, dan sistematis sekaligus mengkritik pendekatan yang bersifat mistis dan dogmatis. Kritik tersebut mengungkap berbagai kelemahan dalam pendidikan Islam tradisional, antara lain ketergantungan yang berlebihan pada metode hafalan, terbatasnya penafsiran yang kontekstual, serta belum optimalnya pengembangan kemampuan berpikir kritis dalam kurikulum, proses pengajaran, dan praktik pembelajaran. Para guru menunjukkan tingkat pemahaman yang tinggi terhadap Madilog serta menyatakan persetujuan yang kuat terhadap kritiknya terhadap pendidikan Islam tradisional. Namun demikian, tidak ditemukan korelasi yang signifikan antara tingkat pemahaman guru terhadap Madilog dan tanggapan mereka terhadap kritik tersebut (? = 0,079, p = 0,775).