面对着迅猛发展的信息化社会,知识更新换代速度加快,需要人们以更加高效的方式对信息进行筛选、处理和加工,使其服务于人们的学习和生活,基于批判性思维的高阶思维和信息素养的培养有助于人们以更加灵活多变、高效的方式获取信息和处理信息,将人的大脑由简陋的加工作坊变为复杂的信息处理中心。然而,在当今以网络化学习为代表的新型数字化学习方式中,对于批判性思维培养机制的探索却凤毛麟角,且大部分研究仅仅提及研究的意义、策略等概念层面内容,促进批判性思维的在线学习活动设计等内容过少,本文将探索通过设计在线学习活动促进批判性思维的方法,并进行效果验证。本研究使用设计研究的方法进行研究,在对已有研究进行分析的基础上,提出使用问题解决的方法促进学习者批判性思维的发展,让学习者在解决实际问题的过程中对他人的观点信息进行思考和评判。本研究以此为基础,构建出促进批判性思维发展的问题解决学习活动模型,以此模型为指导在教育技术学研究生课程《现代教育技术原理》中进行课程设计与实践。5个学习主题共计产生具有完整意义的数据745条,使用Newman批判性思维内容分析模型对学习者在线学习数据进行收集、归类和分析。为了明晰该模型对于促进批判性思维发展的作用,本研究从学习者班级整体批判性思维深度变化,个体批判性思维深度变化,各个维度批判性思维深度变化,批判性思维数量层级分布及变化,学习者学习参与度对批判性思维深度的影响,等几个方面进行了分析研究,并通过案例分析的形式对典型案例的知识建构过程变化进行了分析。通过5个主题学习活动的开展,研究结果表明:第一,无论是班级学习者整体深度、个体学习者批判性思维深度、还是批判性思维各个维度的深度都有较为明显的增长;第二,从批判性思维层级来看,其层级之间出现初级、中级层级比例减少,高级层级所占比重增加的现象,高质量批判性思维所占比重成上升趋势;第三,学习者学习参与度与其批判性思维深度具有内在一致性,即参与越积极批判性思维深度数值越高;第四,从知识建构过程来看,通过该模型的应用,学习者解决问题的知识建构过程变得更加复杂和多元,高级认知活动数量逐渐增加。