如今时代对人才的质量要求正在不断提高,许多国家愈发重视通过STEM教育培养学生的各种能力。STEM教育重视问题解决过程,在实践中多以小组合作方式的展开。然而,有研究表明在实际的STEM教学中,由于小学生的逻辑思维能力尚未成熟、自我控制力不强,小组成员之间随意地交流、自由地合作往往会使学习者在协作探究中感到茫然或无措,难以自发地产生系统的学习,这在一定程度上影响了小组合作的效率和效果。因此,如何为学生小组内部的合作提供有针对性的引导和支持,促使其高效地进行问题解决成为了一些研究者近年来开始思考的问题。小组元认知支架作为一种教学策略,是在个体元认知支架的基础上发展而来,旨在为小组成员的协作学习提供支持和引导,能够起到计划、监控、调节和评估小组内部学习活动的作用。但通过梳理文献发现,目前国内有关小组元认知支架的应用研究较少,为此,本研究依托STEM课程,以学生小组的协作问题解决过程为切入点,着力探讨小组元认知支架的教学策略对小学生协作问题解决能力和元认知能力的影响及其原因。本研究首先在系统梳理STEM教育、小组元认知支架及协作问题解决能力的研究现状的基础上,根据小组元认知支架系统设计原理,设计了 STEM教学中的小组元认知支架教学策略;其次,以国内武汉市某小学六年级两个班的学生为研究对象（实验班采用小组元认知支架的教学策略;对照班不采用小组元认知支架的教学策略）,以科学课程为例,选取STEM教学案例《用纸造一座桥》,开展了为期一个月的对比实验;最后,通过定性和定量相结合的方法,对学生小组作品、量表数据、访谈内容等资料进行了分析,以探讨小组元认知支架教学策略对小学生协作问题解决能力和元认知能力的影响。最终结论如下:（1）小组元认知支架的教学策略能够提高学生的协作问题解决能力;（2）小组元认知支架的教学策略能够提高学生的元认知能力;（3）在小组元认知支架教学策略的干预下,学生的协作问题解决能力与元认知能力之间存在显著相关。