Este estudo situa-se no campo da formação de professores interligando dois contextos formativos: a formação inicial de professores para a Educação Básica e a formação de formadores de professores. Assumiu como objetivo compreender o potencial da reflexão sobre a própria prática no contexto grupal com vistas ao desenvolvimento profissional docente em um curso de licenciatura em Química. Adotou como questões de pesquisa investigar quais os dilemas e formas de enfrentamentos no contexto da formação inicial de professores da Educação Básica emergem na trajetória do grupo de reflexão e qual o significado de grupo construído na experiência de reflexão coletiva sobre a prática docente. O referencial teórico da pesquisa contemplou os conceitos de formação inicial de professores, desenvolvimento profissional docente e grupo, com base em autores como: Almeida (2012); Bachelard (1996); Behrens (1993); Cunha (2005); Soares e Cunha (2010a); Day (2001); Masetto (2003); Nóvoa (1997); Morin (2000b); Pichon-Rivière (1991a); Pimenta e Anastasiou (2010); Pozo e Pérez Echeverría (2009); Santos (2010); Schön (2000) e Tardif (2010). A metodologia adotada foi a qualitativa, inspirada nos princípios da pesquisa-ação-formação, e a coleta/construção dos dados se processou mediante a técnica do grupo focal, denominado neste estudo de ‘grupo de reflexão sobre a prática’, cuja condução foi baseada na técnica de Grupo Operativo criada por Pichon-Rivière (1991a). Também foi adotada a técnica do questionário, com questões abertas, antes e depois da realização do conjunto das seções do grupo de reflexão. O tratamento dos dados foi feito por meio da análise de conteúdo do tipo temática (BARDIN, 1977). Dentre os resultados, destaca-se, na visão dos participantes, que o grupo teve um potencial transformador de compreensões, sentimentos e práticas na medida em que possibilitou articular o pensar, sentir e agir, intensificando vínculos, valorizando sentimentos, realizando trocas de experiências de forma dialógica e colaborativa, o que contribuiu para trabalhar os conflitos, concorrendo nesse sentido para o desenvolvimento profissional docente. A experiência grupal possibilitou, ainda, evidenciar a dificuldade dos docentes em lidar com determinadas atitudes dos estudantes frente ao conhecimento, à aprendizagem, ao professor e à profissão para a qual estão se formando; a dissociação entre o ensino de conteúdos de Química e a construção de saberes do professor da Educação Básica, vendo o estudante na universidade como aprendente de Química e não como pessoa e como futuro educador. Aspectos que apontam para a possível continuidade do processo de reflexão sobre a prática como forma de romper com a solidão pedagógica e com dicotomias presentes no curso e que considere a complexidade da formação de professores, que articule razão e emoção, assumindo a prática profissional como eixo orientador da formação e os sujeitos como agentes construtores da própria história.