O trabalho tem o objetivo de investigar a construção do pensamento científico com crianças do 2º ano do ensino fundamental, a partir da metodologia do Tema de Pesquisa, que é sustentada por três momentos inter-relacionados: estudo da realidade (ER), organização do conhecimento (OC) e aplicação do conhecimento (AC). Foi desenvolvida na escola de aplicação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN, no Núcleo de Educação da Infância – NEI, a partir de uma intervenção pedagógica com o Ensino de Ciências, no primeiro trimestre de 2016. Ao todo, vinte crianças, entre sete e oito anos, sendo uma com síndrome de down, mais duas professoras, participaram da pesquisa. Se fundamenta nas ideias de Rêgo, 1999; Delizoicov, Angotti, Pernambuco, 2002 e Furman, 2009. A pesquisa nos aponta que o trabalho com o ensino de ciências, a partir da metodologia de tema de pesquisa, possibilita a criança ser sujeito de sua aprendizagem, já que expressa suas próprias dúvidas, curiosidades e é capaz de formular questões problema, partindo de seus conhecimentos prévios e de sua realidade. Além disso, sugere que o desenvolvimento de atividades investigativas que envolvam exposições dialogadas, discussões, leitura e produção de textos, o uso de tecnologias, construção de hipóteses, análise e registro de informações para a resolução de problemas são fundamentais para o desenvolvimento do pensamento científico que considera a ciência como ação humana cultural. Dessa maneira oferece sentido aos conceitos construídos e não apenas memorizados no Ensino de Ciências. A formação do professor é fundamental na criação de um planejamento que ultrapasse as concepções do senso comum pedagógico e seja capaz de superar o conceito de ciência morta, pois rígida e inquestionável, não consegue estabelecer relação com a vida dos alunos.