O ensino de Ciências na rede pública estadual enfrenta desafios que limitam a realização de atividades experimentais, favorecendo a predominância de práticas expositivas. Essa realidade dificulta a compreensão de conceitos científicos abstratos, como o de pressão atmosférica, especialmente nos anos finais do ensino fundamental. O presente trabalho tem como objetivo relatar e analisar uma experiência pedagógica desenvolvida no contexto do PIBID, buscando compreender as contribuições da experimentação investigativa para o engajamento e a consolidação conceitual dos estudantes. Trata-se de um relato de experiência com abordagem qualitativa, desenvolvido em uma turma do sexto ano do ensino fundamental. Inicialmente, realizamos o levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes e, posteriormente, aplicamos três experimentos investigativos: “ovo na garrafa”, elevação da água após o apagamento da vela e inversão do copo com água vedado por cartolina. Durante as atividades, atuamos como mediadoras, incentivando a formulação de hipóteses, a observação e a discussão coletiva dos fenômenos. Observamos elevado nível de engajamento e participação ativa dos estudantes durante a execução dos experimentos. Encontramos, inicialmente, explicações baseadas em ideias de sucção ou força interna dos recipientes, mas analisamos avanço conceitual após a mediação pedagógica. Verificamos maior compreensão acerca da diferença de pressão entre o interior e o exterior dos recipientes, evidenciando superação de concepções alternativas. Os resultados demonstram que a experimentação investigativa favorece a aprendizagem significativa e o desenvolvimento da argumentação científica. Esses achados indicam que práticas com materiais acessíveis constituem estratégia viável e eficaz para o ensino de Ciências na escola pública.