Εστιάζοντας στις σύγχρονες ανάγκες της εκπαιδευτικής διαδικασίας όπως αυτές διαμορφώνονται από την 4η Βιομηχανική Επανάσταση, η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά το ρόλο των Εμβυθιστικών τεχνολογιών (Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality) σε ψηφιακά μαθησιακά περιβάλλοντα STEAM, που ενσωματώνουν αρχές Παιχνιδοποίησης (gamification). Αρχικά παρουσιάζει μέσω συστηματικής βιβλιογραφικής ανασκόπησης το θεωρητικό υπόβαθρο του εκπαιδευτικού πλαισίου STEAM (Φυσικές Επιστήμες, Τεχνολογία, Μηχανική, Τέχνες και Μαθηματικά) και τις παιδαγωγικές θεωρίες που το θεμελιώνουν. Επισημαίνει την παιδαγωγική αξία της Παιχνιδοποίησης (gamification) ως στρατηγικής ενεργοποίησης του ενδιαφέροντος και της εμπλοκής των μαθητών και διερευνά πώς η σύγκλιση των αρχών του πλαισίου STEAM, των μηχανισμών Παιχνιδοποίησης με την ενισχυτική συμβολή των Εμβυθιστικών τεχνολογιών (Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality) σε ψηφιακά μαθησιακά περιβάλλοντα STEAM, μπορούν να συμβάλλουν στην ενίσχυση της συμμετοχής των μαθητών, την ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης, την βαθύτερη κατανόηση αφηρημένων επιστημονικών εννοιών και την προώθηση δεξιοτήτων του 21ου αιώνα.

Στην συνέχεια, η μελέτη εστιάζει στη σημασία της ανάπτυξης της χωρικής ικανότητας των μικρών μαθητών και στο ρόλο της στην βελτίωση της κατανόησης δύσκολων χωρικών μετασχηματισμών, απαραίτητης σε όλο το φάσμα των επιστημονικών πεδίων της εκπαίδευσης STEAM. Σε μια προσπάθεια να συμβάλλει στο τομέα αυτό, παρουσιάζει το σχεδιασμό και την υλοποίηση της ψηφιακής εφαρμογής Little ARchitects, ενός Παιχνιδοποιημένου εργαλείου μάθησης για μαθητές του δημοτικού σχολείου, βασισμένου στην Επαυξημένη Πραγματικότητα (AR), που στοχεύει στην ενίσχυση της χωρικής συλλογιστικής μέσω της κατανόησης της βασικής γεωμετρίας και των αρχών της Φυσικής. Τα ευρήματα της μελέτης υπογραμμίζουν το μετασχηματιστικό δυναμικό του συνδυασμού των αρχών του πλαισίου STEAM με Εμβυθιστικές, μαθησιακές εμπειρίες βασισμένες στο παιχνίδι, ως μια συναρπαστική εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές διδακτικές προσεγγίσεις, για την ενίσχυση των μαθησιακών αποτελεσμάτων, αλλά και τον επαναπροσδιορισμό του ρόλου του μαθητή, ως ενεργού, δημιουργικού, αφοσιωμένου και αυτοκατευθυνόμενου συμμετέχοντα στην εκπαιδευτική διαδικασία.

Focusing on the contemporary needs of the educational process as shaped by the Fourth Industrial Revolution, this thesis explores the role of immersive technologies (Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality) in digital STEAM learning environments that incorporate principles of gamification. Through a systematic literature review, it first presents the theoretical framework of the STEAM educational approach (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) and the pedagogical theories that underpin it. It highlights the pedagogical value of gamification as a strategy for stimulating student interest and engagement and examines how the convergence of STEAM principles, gamification mechanisms, and the affordances of immersive technologies in digital learning environments can enhance student participation, foster creative thinking, deepen understanding of abstract scientific concepts, and promote 21st-century skills.

The study then focuses on the importance of developing spatial ability in young learners and its role in improving the understanding of complex spatial transformations, which are essential across the full spectrum of STEAM education disciplines. In an effort to contribute to this domain, it presents the design and implementation of Little ARchitects, a gamified learning tool for primary school students based on Augmented Reality (AR). The application aims to strengthen spatial reasoning through the understanding of basic geometry and physics principles.

The findings of this study emphasize the transformative potential of integrating STEAM principles with immersive, game-based learning experiences. This integration offers a compelling alternative to traditional teaching approaches, enhancing learning outcomes while also redefining the role of the student as an active, creative, engaged, and self-directed participant in the educational process.