Esta tese de doutorado teve como objetivo investigar e categorizar as ações docentes e discentes de estudantes com Altas Habilidades ou Superdotação em aulas de Química, com o intuito de identificar indícios de aprendizagem desses estudantes, em termos de ações discentes. As duas questões de pesquisa que nortearam essa investigação, foram: Quais ações docentes são observadas em aulas de Química para estudantes com Altas Habilidades ou Superdotação, como elas se conectam com as ações discentes? Como identificar indícios de aprendizagem nas ações discentes de estudantes com Altas Habilidades ou Superdotação, em aulas de Química? Para isso, foram ministradas nove aulas de Química para esses estudantes e os dados foram coletados por meio de gravações em vídeo, áudio e notas de campo dessas aulas. Como metodologia de análise de dados, utilizou-se a Análise Textual Discursiva. Após a interpretação das estratégias de ensino utilizadas, selecionou-se duas aulas, a quinta aula, na qual ocorreu o debate Júri Químico; e a oitava aula, que consistiu na realização de experimentos. Sendo assim, os resultados desta pesquisa foram obtidos por meio da análise dessas duas aulas, que possibilitou a identificação de categorias descritivas de ações docentes e discentes. Com isso, as ações docentes foram alocadas em vinte e duas categorias: Auxiliar, Chamar a atenção, Comentar, Concordar, Dialogar, Escrever no quadro, Escutar, Esperar, Exemplificar, Explicar, Incentivar, Informar, Interromper, Ler, Observar, Organizar, Orientar, Perguntar, Realizar o experimento, Responder, Supervisionar e Terminar a aula. E as ações discentes foram classificadas em vinte e quatro categorias: Argumentar, Comentar, Conversar, Copiar, Cronometrar, Dialogar, Dispersar, Entrar no laboratório, Escrever, Escutar, Esperar, Explicar, Informar, Ler, Não chegou, Observar, Organizar, Pedir, Perguntar, Preparar, Prestar atenção, Realizar o experimento, Responder e Reunir. Por meio da categorização evidenciou-se que as ações docentes e discentes alteram- se quando ocorre uma mudança na estratégia de ensino. Além disso, após o mapeamento das ações, foram realizadas duas entrevistas com dois estudantes, para buscar identificar indícios de aprendizagem nas ações discentes. Utilizou-se a autoscopia, ou seja, foram apresentados para esses estudantes episódios das gravações das aulas, e foram feitas perguntas para eles a respeito de suas ações. A interpretação de trechos dos comentários dos estudantes contribuiu para uma nova categorização das ações discentes, com a utilização do instrumento de análise Focos da Aprendizagem de um Saber. Evidenciou-se que as ações discentes estavam relacionadas a quatro dos cincos focos: Interesse, Saber, Reflexão e Comunidade. Em síntese, a realização dessa investigação permitiu a identificação das ações docentes e discentes e uma percepção de como elas se conectam, em aulas de Química, para estudantes com Altas Habilidades ou Superdotação. Além disso, foi possível fazer inferências a respeito da aprendizagem desses estudantes, em termos de ações discentes.