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Apesar das diversas pesquisas e inovações pedagógicas na sala de aula, ainda há grande dificuldade do professor na implementação de tais mudanças. Essas dificuldades estão relacionadas com a necessidade da prática reflexiva, da apropriação dos diversos saberes próprios da atividade docente, além da prática pedagógica compartilhada entre pares. Este trabalho é um estudo de caso que apresenta dados sobre as contribuições da participação de professores em projetos de ensino de ciências investigativos à formação continuada de professores polivalentes. Os dados coletados revelam que professores, quando refletem e planejam ações de forma conjunta, conseguem enfrentar desafios pedagógicos com mais sucesso e que a utilização de projetos que utilizam a metodologia própria da ciência tornam mais significativa a aprendizagem dos alunos.