En el contexto actual de la educación primaria, la incorporación de tecnologías digitales, metodologías activas e inteligencia artificial representa un desafío y una oportunidad para desarrollar competencias clave del siglo XXI. Esta investigación aborda las dificultades del alumnado para adquirir competencias digitales y aplicar metodologías como el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), lo que afecta su rendimiento académico y evidencia la necesidad de enfoques integradores que promuevan un aprendizaje significativo, interdisciplinar y contextualizado. El objetivo es diseñar un proyecto STEAM que integre pensamiento computacional e inteligencia artificial para fortalecer la resolución de problemas en Educación Primaria. Mediante la investigación-acción educativa, el proyecto interviene directamente en el contexto escolar para mejorar la práctica docente. Desarrollado con 27 estudiantes de 10-11 años, empleó una metodología activa centrada en el diseño de una ciudad sostenible, promoviendo el aprendizaje lógico-matemático interdisciplinar mediante actividades digitales y contextualizadas en agrupamientos heterogéneos que favorecieron la colaboración, el respeto a la diversidad y el desarrollo competencial. Los resultados evidencian que el ABP, junto con programación, robótica e inteligencia artificial, potencia el pensamiento crítico, la autonomía y las competencias STEAM, aunque su implementación exige formación docente especializada y enfrenta el reto de la brecha digital en contextos vulnerables. La combinación de los enfoques DAFO y CAME convierte el análisis reflexivo en intervención estratégica. La experiencia contribuye al fortalecimiento de competencias clave mediante un modelo replicable en contextos similares.