εργασία αυτή μελετά την εφαρμογή ενός διδακτικού σεναρίου με σκοπό την ενσωμάτωση στοιχείων της εκπαίδευσης STEM στη μελέτη της θεματικής ενότητας της «Μεταφοράς Θερμότητας» στην Ελληνική εκπαιδευτική πραγματικότητα. Αρχικά, αναλύθηκε το πλαίσιο μιας ενοποιημένης διδασκαλίας σε περιβάλλον STEM, παρουσιάστηκε η Διδασκαλία Μέσω Λύσης Προβλήματος, η οποία είναι συμβατή με την εκπαίδευση STEM, έγινε περιγραφή του NGSS και παρουσιάστηκε o οργανισμός OpenSciEd και ειδικότερα η ενότητα «Θερμικής Ενέργειας». Από τη συγκεκριμένη ενότητα μαθημάτων, επιλέχθηκε ένα σχέδιο μαθήματος στο οποίο έγιναν κατάλληλες τροποποιήσεις και αποτελεί τη διδακτική πρόταση της συγκεκριμένης εργασίας. Η διδακτική αυτή πρόταση αφορά ένα σενάριο στο οποίο αξιοποιείται η μεθοδολογία Λύσης Προβλήματος 6-βημάτων, κατά την οποία οι μαθητές καλούνται να σχεδιάσουν βελτιωμένα ποτήρια τα οποία θα διατηρούν τη θερμοκρασία στο εσωτερικό τους. Τα βήματα που ακολουθούνται είναι (1) Προσδιορισμός Προβλήματος και Στόχου, (2) Καθορισμός Κριτηρίων και Περιορισμών, (3) Σχεδιασμός Λύσεων, (4) Κατασκευή Λύσεων, (5) Έλεγχος των Λύσεων και (6) Αξιολόγηση αποτελεσμάτων. Το διδακτικό αυτό σενάριο ελέγχθηκε μέσω εφαρμογής σε διδασκαλία σε ένα τμήμα ΣΤ τάξης ελληνικού σχολείου. Για την συλλογή των δεδομένων αξιοποιήθηκαν ερωτήσεις στους μαθητές, παρατήρηση και απαντήσεις των μαθητών σε φύλλα εργασίας. Μετά την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων, διαπιστώθηκαν οι προηγούμενες γνώσεις των μαθητών και η θετική επίδραση του διδακτικού αυτού σεναρίου στην πρακτική εφαρμογή και τη στάση των μαθητών απέναντι στη μάθηση. Ταυτόχρονα, αξιολογείται η συνεργασία σε επίπεδο ομάδας και η τήρηση των κριτηρίων και των περιορισμών ενώ δίνεται ανατροφοδότηση ως προς τον εκτιμώμενο χρόνο εκτέλεσης του διδακτικού σεναρίου και προτείνεται κατάλληλη τροποποίηση με βάση τη εμπειρία από τη διδακτική πρακτική.

This thesis studies the implementation of a teaching scenario with the aim of integrating elements of STEM education in the study of the “Heat Transfer” unit in the Greek Educational system. The thesis begins by analyzing the framework of an integrated STEM environment, Problem-Based Learning (PBL) was studied, which is a methodology compatible with STEM education, NGSS was described and the OpenSciEd organization was presented and especially the “Thermal Energy” Unit. From this specific course unit, a suitable lesson plan was selected in which some modifications were made and constitutes the teaching proposal of this specific thesis. This teaching proposal concerns a scenario in which the 6-step PBL methodology was used, during which students are asked to design cups that will maintain the temperature inside them. The steps followed are (1) Problem and Objective Identification, (2) Determination of Criteria and Constraints, (3) Design of Solutions, (4) Construction of Solutions, (5) Verification of these Solutions and (6) Evaluation of Results. This teaching scenario was applied to teaching in a 6th grade class of a Greek school. For data collection, questions to students, observations and students’ answers to worksheets were used. After data analysis, students’ prior knowledge and positive impact of the scenario in question both practical application of this knowledge and the students’ stance towards learning were ascertained. At the same time, cooperation within groups and compliance with criteria and constrains are evaluated, while feedback is given regarding the estimated duration of the teaching scenario and the appropriate modification is suggested based on experience from teaching practice.