Essa linha enfoca os fatores psicológicos (cognitivos e afetivos) e sociais que influenciam o processo de ensino-aprendizagem das disciplinas da área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias, tais como: formação de conceitos, solução de problemas, habilidades, atitudes, crenças e concepções. Parte das pesquisas sobre a prática pedagógica e as metodologias de ensino nessa área, bem como aquelas que evidenciam os aspectos histórico-culturais relacionados à aprendizagem em espaços formais e não-formais de educação.