在国家“十四五”规划和2035年远景目标中,坚持把创新放在首位,把科技创新作为国家战略发展的支撑,创新性人才的培养已成为我国当前各领域关注的重点。问题解决能力是创新性人才必备的核心能力之一,是培养创新性人才的切入点,也是基础教育的重要目标。本研究采用行动研究法、调查研究法（问卷调查法和访谈法）、观察法等研究方法,对面向问题解决能力培养的游戏化教学活动进行了设计与实践研究。主要进行了以下研究工作:首先,梳理现有问题解决能力培养与游戏化教学相关研究,调查信息技术课程中学生问题解决能力培养的现状,分析存在的问题。并基于游戏化教学的优势,阐明在初中信息技术课程中游戏化教学活动促进学生问题解决能力培养的适切性。其次,在对已有的游戏化教学模式和问题解决能力培养的教学模式进行梳理和分析的基础上,在相关理论基础的指导下,提出游戏化教学活动设计的原则。通过对活动理论要素和游戏化教学元素的分析,厘定和设计游戏化教学活动要素。并在此基础上,根据加涅提出的九大教学事件,进行游戏化教学活动流程的设计,初步构建了面向问题解决能力培养的游戏化教学活动设计框架。最后,在初中信息技术课堂中,开展了三轮行动研究。在实施过程中,通过观察、访谈、问卷调查以及学生学习结果的分析,发现问题并修正设计框架。并通过问卷调查、访谈等数据的分析,验证学生问题解决能力培养的有效性。在本研究中,将游戏化教学元素融入课堂教学活动的设计中,探索培养学生问题解决能力的游戏化教学活动的设计框架。不仅为信息技术课程对学生问题解决能力的培养提供了新思路,而且在一定程度上丰富了游戏化教学相关理论,具有一定的理论意义与实践价值。