知识经济全球化、教育信息化深入发展的时代背景下,问题解决能力已经成为21世纪人才必备的一项基本技能。STEM教育是一种以跨学科问题为导向,培养学习者问题解决能力的应然方法。目前,STEM教育在全国范围内兴起与推广,成为驱动学校教育技术应用的关键因素。然而,STEM教育助力学习者问题解决能力的现实表现并不尽如人意,一些无效的方法和模式却因“符合习惯”仍在反复使用,怎样有效培养学习者的问题解决能力成为STEM教育亟待解决的实践问题。学习进阶是刻画学习者心理结构逐层深入的过程,包括进阶终点、进阶维度、成就水平、学业表现以及评价五个基本要素,是学习者高阶思维能力发展的理论契机。同时,学习进阶作为一种支持学习者跨学科思考和进阶式探究的方法论,能够有效弥补STEM教育中问题解决能力培养不足的问题。因此,本研究以学习进阶为基本指导思想,构建基于学习进阶的STEM教学模式,助力学习者问题解决能力的发展。本研究重点回答三个问题:（1）学习进阶何以支持STEM问题解决能力的培养?（2）学习进阶如何支持STEM问题解决能力的培养?（3）学习进阶支持STEM问题解决能力的培养效果如何?基于此,本研究遵循理论基础→模式构建→实践应用→效果验证的逻辑,首先基于大量文献研究,系统梳理学习进阶、STEM教学、问题解决能力等核心概念以及理论基础,厘清学习进阶支持STEM问题解决能力发展的作用点。其次,研究依托学习进阶理论框架,结合STEM教学情境,构建基于学习进阶的STEM教学模式。然后,研究以宝鸡高新第一中学七年级两个班级学生为研究对象（1班为实验班,2班为对照班）,参照西安交通大学出版社七年级信息技术上册教材内容,开展一学期STEM教学实践。最后,采用量化和质性相结合的混合研究方法,利用STEM问题解决态度问卷、STEM问题解决过程观察表以及编码系统、STEM问题解决能力测试题目、STEM作品评价矩阵以及访谈提纲框架等测量工具,分别从面对STEM问题的态度、处理STEM问题的过程以及解决STEM问题的结果等维度验证基于学习进阶的STEM教学模式的有效性。研究结果表明:（1）基于学习进阶的STEM教学对中学生问题解决能力培养具有显著提升效果。（2）基于学习进阶的STEM教学模式具有目的性和可操作性,利于STEM教学实践活动的顺利实施。（3）本研究中形成的教学活动设计原则、学习进阶策略与工具支持、评价方法等有助于STEM教学实践有效开展。本研究的创新在于:第一,首次从学习进阶视角构建STEM教学模式,从理论上探讨了面向问题解决能力培养的STEM有效教学的过程性特征以及关键设计要素。同时,该模式不仅提供了成就水平的评估标准,也依据进阶原理明确提出了进阶策略以及工具等,显化了 STEM问题解决能力发展历程的黑箱以及认知轨迹。第二,依托基于学习进阶的STEM教学模式开展教学活动,同时遵循“理论→操作→应用”的基本思路,设计了包括初级理论、中级操作、高级应用等12个STEM主题课例,为教师开展STEM教学实践提供参照范例。第三,首次从面对STEM问题的态度、处理STEM问题的过程以及解决STEM问题的结果等维度,采用STEM问题解决态度问卷、STEM问题解决过程观察表以及编码系统、STEM问题解决结果测试题目、STEM作品评价矩阵以及访谈提纲框架等工具系统全面地评测学习者的STEM问题解决能力,评价维度和评测工具可以直接应用于相关研究中,提高了后续STEM评价研究的效率和质量。