A formação de professores de química para a educação básica deve possibilitar a implementação de métodos de ensino que ampliem as possibilidades de trabalho docente e tornem os alunos mais independentes e protagonistas de sua aprendizagem. Nessa perspectiva, o método de estudo de casos – variante da Aprendizagem Baseada em Problemas, ou Problem Based Learning (PBL) – apresenta-se como viável para tal, por oferecer ao professor a oportunidade de levar para a sala de aula atividades nas quais o aluno tenha que organizar seu pensamento, trabalhar em grupo e buscar soluções para resolver problemas. Assim, no presente trabalho partimos da hipótese que ambientar professores de química a propostas de ensino problematizadoras os tornaria mais preparados a desenvolvê-las e aplicá-las durante o exercício de sua profissão. Para tanto, tomamos como objetivo analisar o processo de produção de casos investigativos para a educação básica por alunos de Licenciatura em Química a partir da realização de uma proposta formativa baseada no Método de Estudo de Casos no decurso de uma disciplina de Metodologia do Ensino de Química. A proposta compreendeu a resolução de casos investigativos e aulas sobre o método envolvendo suas características, aspectos da sua produção e possibilidades de uso em sala de aula. Após as intervenções, aos licenciandos divididos em grupos foi solicitada a produção de um caso para o ensino de química na educação básica, bem como a elaboração de proposta didática correspondente, com base nas diretrizes apresentadas e discutidas durante as aulas, fundamentadas nos trabalhos de Sá e Queiroz (2010) e Queiroz (2015). Os casos foram analisados de acordo com as características observadas por Herreid (1998) para um bom caso, assim como pela classificação de Sá (2010), relacionada à sua estrutura. Nas propostas didáticas procuramos identificar, especialmente nos objetivos e estratégias de ensino e habilidades a serem alcançadas, relações com os elementos apontados em pesquisas sobre o uso de casos para o ensino de química. A análise dos casos demonstrou que as narrativas foram bem elaboradas, uma vez que quase todas as características para um bom caso foram identificadas. Ficaram também evidentes as dificuldades no processo de escrita, corroborando a importância de se trabalhar mais efetivamente as diversas formas de expressão na graduação em química. Foi também observado que todos os casos possuíam caráter sociocientífico, revelando seu potencial em discutir temas relevantes para a sociedade por meio do ensino de química. Verificamos nas propostas didáticas a intenção de alcançar objetivos procedimentais e atitudinais e desenvolver habilidades como a interpretação e análise de dados, argumentação, tomada de decisão e exercício do pensamento crítico, condizentes com o método de caso. As estratégias planejadas se concentraram na discussão em grupos e apresentação oral, as quais são coerentes com os objetivos e habilidades pretendidos e ratificadas na literatura especializada. A proposta, portanto, mostrou-se relevante em propiciar a professores em formação a possibilidade de planejar metodologias de ensino e a desenvolverem habilidades como seleção de conteúdo, pensamento crítico-reflexivo e tomada de decisão.