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Este trabalho é resultado de uma pesquisa qualitativa que retrata um estudo de caso, com base nos questionários aplicados aos participantes e nos registros diários das experiências vividas. Objetivou-se, na avaliação de diferentes metodologias aplicadas ao ensino da geometria, trabalhar o modelo de Van Hiele do desenvolvimento do pensamento geométrico pesquisado e ensinar geometria através da resolução de problemas. Este estudo foi realizado nas duas primeiras semanas de novembro de 2013, em duas turmas de 9º ano escolar de uma mesma escola no município de Angra dos Reis, a fim de desenvolver duas abordagens distintas, ou seja, metodologias diferentes para ensinar geometria. As coletas de informações mostraram aspectos positivos e negativos na utilização da metodologia deste modelo de desenvolvimento do pensamento geométrico e sugestões para que outros professores possam vir a utilizar essa metodologia. Como suportes teóricos desta pesquisa, foram consideradas as determinações dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) do ensino Fundamental na exploração de espaço e forma, alguns fundamentos das ideias do livro Perspectives on the Teaching of Geometry for the 21st Century, do trabalho proposto por Van Hiele sobre o desenvolvimento cognitivo em Geometria e nos trabalhos de expoentes sobre a resolução de problemas.