Yenilikçi eğitim yaklaşımlarından olan Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme ve STEM’in 21.yy becerilerinin gelişmesine olan katkısı bu araştırmanın odak noktasını oluşturmaktadır. Araştırmanın amacı, Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme destekli STEM eğitiminin 7.sınıf öğrencilerinin iletişim, eleştirel düşünme, bilimsel yaratıcılık ve problem çözme becerilerine etkisini incelemektir. Araştırmada nicel araştırma yöntemlerinden tek grup ön-sontest zayıf deneysel desen ağırlıklı olarak kullanılmıştır. Katılımcılar Karadeniz Bölge'sinde bulunan bir ortaokulda öğrenim gören, 11 öğrenciden oluşmaktadır. Araştırmada kullanılan nicel veri toplama aracı olarak Bilimsel Yaratıcılık Testi, California Eleştirel Düşünme Becerileri Testi, İletişim Becerileri Değerlendirme Ölçeği, Problem Çözme Becerileri Envanteri, nitel veri toplama aracı olarak Yarı Yapılandırılmış Görüşme Formu kullanılmıştır. Yarı yapılandırılmış görüşme formu ile elde edilen nitel veriler içerik analizi ile analiz edilmiştir. Nicel veriler Wilcoxon İşaretli Sıralar Testi ve Kedall’s Tau ile analiz edilmiştir. Araştırmada öğrencilerin bilimsel yaratıcılık, eleştirel düşünme, iletişim ve problem çözme becerilerinin Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme destekli STEM eğitimiyle geliştiği tespit edilmiştir. Problem çözme becerisi ve eleştirel düşünme becerisi arasında pozitif yönlü ve orta düzeyde ilişki olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Benzer şekilde problem çözme ve iletişim becerisi arasında pozitif yönlü ve orta düzeyde ilişki olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca iletişim becerisi ile eleştirel düşünme becerisi arasında pozitif yönlü ve yüksek düzeyde ilişki olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Öğrenciler belirtilen 21.yy becerilerinin Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme destekli STEM eğitimiyle geliştiğini belirtmiştir.