Ensino de Ciências e Matemática IV: temas de investigação está organizado em 11 capítulos. Os dois primeiros trazem estudos na área da Educação Matemática.

Utilizando como fundamentos teóricos a análise do comportamento, o Capítulo 1 apresenta um estudo realizado a partir das matrizes de referências do Sistema de Avaliação do Rendimento Escolar do Estado de São Paulo - Saresp - utilizadas para investigar uma proposta de caracterização de práticas de ensino.
O Capítulo 2 traz algumas conclusões de uma pesquisa de mestrado, desenvolvida no programa, que tem como objetivo analisar alguns reflexos da didática construtivista, pela ótica piagetiana, no ensino de conteúdos matemáticos nas séries iniciais do ensino fundamental.
O Capítulo 3 estuda o discurso e a prática pedagógica de professores de Ciências no ensino fundamental, tendo como participantes um grupo de professoras. As autoras analisam diferentes aspectos da prática pedagógica a partir da análise de planos de ensino, objetivos, conteúdos, metodologia, avaliação e relação professor-aluno.
O Capítulo 4 apresenta uma produção do Grupo de Pesquisa em Ensino de Ciências do PPGEC e teve como objetivo investigar demandas de professores de Ciências e Matemática de escolas estaduais de Bauru (SP). O artigo descreve e analisa o processo de elaboração de instrumentos de pesquisa - questionários - que foram aplicados a professores da escola básica.
No Capítulo 5, os autores discutem a educação praticada em ambiente extraescolar, enfocando os museus de ciências. São investigados os saberes que podem ser desenvolvidos por licenciandos, nesse ambiente, a partir de observações de interações mediador/visitante.
O Capítulo 6 tematiza a Educação Ambiental. No artigo, as autoras investigam a forma com que a Educação Ambiental está sendo inserida nas estruturas curriculares de cursos de licenciaturas de instituições de educação superior de Bogotá, Colômbia.
A partir de um referencial teórico fundamentado na epistemologia de Bachelard, o Capítulo 7 investiga o processo dialético erro/verdade e razão/experiência. Apresenta resultados e análise de pesquisa baseada nas etapas da desequilibração.
No Capítulo 8, os autores analisam as possibilidades interdisciplinares do uso de textos alternativos ao livro didático para o ensino de Ciências e Matemática.
Os capítulos seguintes investigam temas relacionados às tecnologias da informação e comunicação e suas articulações com o ensino de Ciências. No Capítulo 9, os autores se valem de um software, o GeoGebra, para analisar o movimento harmônico simples por meio do pêndulo simples.
O Capítulo 10 apresenta como tema a robótica. No artigo, os autores utilizam a robótica como facilitadora do processo ensino-aprendizagem de Matemática no ensino fundamental.
Finalmente, o Capítulo 11 investiga a TV digital. Nesse artigo, os autores discutem temas como: edutretenimento, storytelling, mapas conceituais e "V de Gowin", e como eles se articulam com o ensino de Ciências.