Este relato analisa a experiência de Estágio Supervisionado III de dois licenciandos em Matemática no Centro de Ensino em Período Integral (CEPI) Mariquita Costa (100 horas, março-junho/2025), compreendendo o estágio como práxis uma investigativa que articula observação, intervenção e reflexão. À luz do Estágio com Pesquisa (Ghedin; Oliveira; Almeida, 2015), de princípios freirianos de autonomia (Freire, 1996; 2011a; 2011b) e da crítica de Skovsmose ao paradigma do exercício, com a proposição de cenários para investigação (Skovsmose, 2000; 2008), a metodologia integrou observações participantes em turmas do Ensino Médio, atuação em aulas de reforço, análise do Projeto Político-Pedagógico e entrevista semiestruturada com o professor supervisor. Os dados (diários de campo, protocolos de observação, materiais produzidos pelos alunos e transcrição da entrevista) foram submetidos a análise. Os resultados indicam: (i) fortalecimento da autonomia docente dos estagiários e da sua identidade de professor-pesquisador; (ii) deslocamentos de práticas centradas em listas de exercícios para tarefas investigativas, nas quais dúvidas e erros foram mobilizados como hipóteses e oportunidades de argumentação; (iii) evidências de engajamento discente em conteúdos como função quadrática e análise combinatória quando mediadas por perguntas abertas, múltiplas representações e justificativas públicas; e (iv) relevância de dispositivos formativos (entrevista, devolutivas, registros sistemáticos) para replanejamento didático. Conclui-se que o estágio, concebido como pesquisa, potencializa uma interação entre universidade e escola, produzindo conhecimento sobre a prática e ampliando condições para uma Educação Matemática crítica e socialmente referenciada.
