Nesta tese investigamos como uma sequência didática fundamentada na Teoria dos Campos Conceituais (TCC) de Vergnaud (1990) e no potencial metacognitivo da problematização, explicitação de ideias e negociação de significados influencia o processo de reflexão de licenciandos em Química sobre seu domínio conceitual. Para isso, foram realizadas intervenções em uma disciplina de Metodologia do Ensino de Química, oferecida a um curso de Licenciatura em Química de uma instituição federal de Ensino Superior. Essas atividades foram elaboradas em consonância com os preceitos da TCC e associada à estratégia metacognitiva POE (Perguntar-Observar-Explicar), a partir do tema Atomismo, e contemplaram as seguintes etapas: coleta de concepções prévias, instrução mediada pela leitura de um Texto de Divulgação Científica (TDC); resolução de situações-problemas e realização de entrevistas semiestruturadas. Nesse contexto, foram tomados como dados da pesquisa: o TDC adotado, considerando suas possibilidades de favorecer filiações e rupturas conceituais, bem como sua aplicação em sala, com foco na problematização de conceitos; as respostas dos licenciandos às questões prévias e às situações-problemas, utilizadas para investigar a mobilização de esquemas mentais; e às entrevistas, voltadas à identificação de processos reflexivos. A análise dos dados coletados em todas as etapas fundamentou-se nos preceitos da TCC. No caso específico das entrevistas, a TCC foi articulada à identificação e interpretação das manifestações metacognitivas dos participantes, apoiando-se nas contribuições de Flavell (1979), Efklides (2009) e Peixoto et al. (2023). Em relação à análise do TDC, os resultados demonstram seu potencial em colocar o sujeito em situação e viabilizar a abordagem de dado conteúdo em diferentes contextos. Esse potencial se confirmou em sala de aula, ocasião em que o TDC se mostrou fundamental para articular as discussões. Na avaliação do desempenho dos estudantes nas questões e situações-problema observou-se que os esquemas de ação mobilizados revelaram a coexistência de conceitos científicos e concepções alternativas, evidenciando a persistência dessas últimas. A análise das entrevistas revelou manifestações metacognitivas nas respostas dos estudantes para as atividades realizadas, destacando-se os Conhecimentos Metacognitivos (CM) de pessoa, tarefa e estratégia, as Experiências Metacognitivas (EM) de dificuldade e a Habilidade Metacognitiva (HM) de avaliação. Tais resultados evidenciam um movimento de autoconhecimento dos estudantes, pois as dificuldades enfrentadas os levaram a refletir sobre suas limitações e estratégias de pensamento. Esse processo incluiu a análise da tarefa e a busca por superação, indicando que não apenas reconheceram as dificuldades, mas também avaliaram seu desempenho e operações cognitivas. Diante do exposto, acredita-se aassociação entre a TCC e a metacognição revelou-se promissora para a investigação dos reflexos da tomada de consciência sobre a aprendizagem conceitual, oferecendo direcionamentos para o planejamento de atividades de problematização.