O presente trabalho é um relato de experiência de dois bolsistas PIBID do Clube de Ciência da Universidade Federal do Pará- UFPA. Apresenta as etapas de uma experiência didática realizada em uma turma de quinze alunos do terceiro ano do Ensino Fundamental, que estimulou os estudantes a propor e resolver problemas através da execução de tarefas de manipulação de experimentos e elaboração de esquemas de projetos de iniciação científica infanto-juvenil. Desta forma, buscou-se desenvolver habilidades cognitivas, bem como fazê-los refletir sobre questões relacionadas aos seus contextos sociais próximos. Partindo do pressuposto que conceitos científicos são melhor compreendidos quando os alunos se defrontam com situações problemas e buscam estratégias para solucioná-los, foram produzidos materiais e tarefas que estimulassem os alunos a resolver situações problemas e explicitando suas ideias. Nos depoimentos e produções escritas dos alunos é possível identificar alguns significativos progressos de aprendizagem relacionados aos temas abordados e habilidades de compor, representar e por em prática as ideias para solucionar os problemas propostos. Concluímos que execução de aulas que coloquem situações desafiadoras para os alunos, podem se configurar em excelentes oportunidades de aprendizagem para os alunos dos anos iniciais de escolarização, bem como proporcionar o desenvolvimento profissional de atuais e futuros professores que se engajem em tal empreitada.