A relevância de ensinar conteúdos sobre as ciências, e não apenas conteúdos científicos tradicionais, tem se intensificado nas pesquisas educacionais das últimas décadas. Nesse sentido, a história da ciência configura-se um recurso pedagógico interessante para tratar sobre a construção do conhecimento científico em ambiente escolar. Entretanto, a confluência das necessidades dos campos didático-pedagógico e histórico-epistemológico prevê alguns obstáculos por enfrentar para transformar a natureza da ciência em saber escolar no ensino médio. Assim, buscamos analisar tais desafios e aventar propostas para seu enfrentamento mediante os fundamentos dos quadros teóricos estudados e de uma investigação empírica. Adotamos como estratégia metodológica o confronto entre tais desafios previstos com as dificuldades vivenciadas na elaboração, no acompanhamento da aplicação e na análise de um curso piloto para o ensino médio, aplicado em uma escola pública da zona sul da cidade de São Paulo. Utilizamos três episódios da história da luz para tratar de alguns aspectos epistemológicos que problematizavam, principalmente, uma visão empírico-indutivista da ciência. Foi possível mapear uma série de obstáculos, propor estratégias para enfrentá-los, aplicar tais estratégias em sala de aula e analisar os dados obtidos. Como resultado dessas etapas, obtivemos bons prognósticos para algumas propostas averiguadas e percebemos que algumas soluções requerem aprimoramento. A metodologia qualitativa das pesquisas educacionais guiou o planejamento, a coleta e a análise dos dados. Os resultados obtidos indicaram possibilidades de generalização que podem ser entendidas como parâmetros iniciais para pesquisa com a história e filosofia da ciência na educação científica.

The relevance of teaching about science, instead of teaching only the traditional and systematized scientific concepts, has been an important issue for educational researches over the last decades. In this new approach, the use of history of science is a promising pedagogical strategy to introduce the development of scientific knowledge in the context of education. However, when one tries to reconcile the demands of both didactic-pedagogical and historic-epistemological fields, many obstacles become evident. Accordingly, this thesis analyzes the challenges that are faced and the emerging solutions obtained from the combination of a theoretical framework and an empirical investigation. The methodological strategy that was employed confronts those challenges with the elaboration, application and analysis of a pilot course on the history of optics for secondary school students. Three historical episodes concerning the theory of light were chosen in order to challenge students naïve inductive-empiricist conceptions of the nature of science. We were able to identify a set of obstacles, to propose strategies to face them, to apply those strategies in real classroom situations and to analyze the data gathered from the recordings of the classes. As a result, we have developed viable solutions and realized that some of them still need to be improved. A qualitative research methodology guided our process of elaboration, application and data analysis of the teaching-learning sequence that was implemented. The results point out possibilities of generalization which can be regarded as initial parameters for future researches that focus on the use of history and philosophy of science in scientific education.