O presente trabalho relata a experiência do estágio de docência universitária realizado no curso de Licenciatura em Química da Universidade Federal do Oeste da Bahia, no âmbito da disciplina Ensino de Química em Espaços Não-Formais. A proposta do estágio teve como objetivo integrar teoria e prática, possibilitando a atuação direta em sala de aula, o acompanhamento de processos formativos e a mediação de atividades pedagógicas, além de fomentar reflexões sobre a docência no ensino superior. O referencial teórico-metodológico que fundamenta este relato está ancorado em autores que discutem o estágio como espaço de articulação entre teoria e prática, formação docente e desenvolvimento da identidade profissional. A metodologia consistiu na vivência do estágio supervisionado, abrangendo o planejamento, a regência de aulas, a mediação de debates, a participação em visitas técnicas, a orientação de produções dos licenciandos e o acompanhamento dos processos avaliativos. As atividades envolveram a exploração de diferentes eixos da educação em espaços não-formais, como a educação ambiental, museal, histórica, social, cultural e decolonial, favorecendo o contato dos estudantes com perspectivas ampliadas da ciência e de sua relação com a sociedade. Os resultados evidenciam que o estágio contribuiu não apenas para o desenvolvimento de competências pedagógicas, como planejamento, avaliação e mediação, mas também para a formação crítica dos licenciandos, ao ampliar a compreensão da ciência como prática social e cultural, e ao valorizar produções criativas, reflexivas e autorais. Como considerações finais, ressalta-se a importância do estágio como prática formativa, que amplia a compreensão sobre o papel do professor universitário e reforça a necessidade de valorizar experiências em espaços não-formais como parte da formação inicial de professores de Ciências e Química, fortalecendo uma perspectiva crítica, inclusiva e transformadora da docência.