Pembelajaran abad 21 menuntut lingkungan belajar bermakna dengan proses penyelidikan mendalam terkait topik yang diajarkan. Hal ini akan berdampak pada perolehan kemampuan pemecahan masalah yang semakin dibutuhkan di era teknologi. Dengan demikian dilakukan penelitian ini untuk meningkatkan kemampuan pemecahan masalah dengan menerapkan inkuiri terbimbing berbantuan advance organizer melalui virtual Edmodo. Pembelajaran ini diberikan di kelas eksperimen sedangkan model inkuiri terbimbing di kelas kontrol. Penelitian ini menggunakan metode gabungan dengan explanatory design yaitu data kuantitatif dari hasil tes kemampuan pemecahan masalah menjadi informasi utama dan data kualitatif dari hasil wawancara sebagai informasi pelengkap. Data kuantitatif dianalisis dengan menggunakan rasch model, uji hipotesis, dan uji N-Gain. Sedangkan, hasil wawancara dari setiap siswa dibentuk menjadi narasi sehingga diperoleh informasi yang dibutuhkan. Hasil analisis menunjukkan bahwa peningkatan nilai logit kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan dengan kelas eksperimen. Peningkatan tersebut berada pada kategori sedang di kelas eksperimen dan pada kategori rendah di kelas kontrol. Berdasarkan uji hipotesis dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran di kelas eksperimen dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah secara signifikan dibandingkan dengan kelas kontrol. Penelitian ini memberikan kontribusi model pembelajaran yang dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan pemecahan masalah dan memberikan berbagai pengalaman belajar sehingga dapat menjadi alternatif untuk mengaktifkan siswa selama pembelajaran online