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O artigo discute e analisa as aprendizagens profissionais de professores que ensinam Matemática a partir da participação em um estudo de aula, buscando responder à questão: Quais aprendizagens profissionais são realizadas por professores que ensinam Matemática no Ensino Fundamental ao participarem de um estudo de aula? Trata-se de uma pesquisa de abordagem qualitativa, desenvolvida com três professores do Ensino Fundamental que participaram de um estudo de aula centrado no tópico sistema de numeração decimal. Os dados foram produzidos por meio da gravação e videogravação das sessões, posteriormente transcritas, e analisados com base na técnica da análise de conteúdo. A análise evidenciou três categorias de aprendizagens profissionais: conhecimento das dificuldades dos alunos; conhecimento sobre números e planejamento da tarefa e estratégias de ensino. Os resultados indicam que o estudo de aula propicia oportunidades de aprendizagem profissional aos professores, na medida em que possibilita a ressignificação de conhecimentos matemáticos e didáticos, contribuindo para mudanças na prática e para o desenvolvimento profissional docente.