O método do uso da Sequência de Ensino Investigativa (SEI), gradualmente vem sendo utilizado na sala de aula. A SEI são estratégias pedagógicas que possibilitam aos alunos práticas de aprendizagem diferentes, por meio de observações, experimentos, questionamentos e reflexões, tendo o aluno como construtor do seu conhecimento. Este artigo, tem como objetivo identificar o processo de aprendizagem, pensamento reflexivo e questionamentos dos alunos de uma turma do 4ª ano do ensino fundamental, mediante, análise de uma atividade de ciências realizada na sala de aula. O texto foi desenvolvido a partir da disciplina de FTM do Ensino das Ciências, realizado no 4º semestre do curso de pedagogia da Universidade Federal do Pará/Campus Castanhal, por meio de um estágio realizado em uma escola do ensino fundamental em uma aula específica de ciências, o qual possibilitou a realização e a prática da SEI com os alunos. Neste sentido, no referencial teórico dialogamos com Carvalho et al. (2009), Azevedo (2010), Brito e Manatta (1994), Marques (2002), Mello (2005) e Bizzo (2012). A metodologia consiste na abordagem qualitativa, incluindo levantamento de dados bibliográfico e pesquisa de campo. Os resultados obtidos evidenciam que a SEI é uma abordagem importante para a aprendizagem dos alunos durante as aulas de Ciências, no entanto, ainda é pouco utilizada em sala de aula pelos professores, pois a maioria alega não ter uma estrutura de qualidade que dialogue com as aulas propostas por eles ou seja, um laboratório e equipamentos disponíveis para o uso porém, quando o método é aplicado, é visível os resultados positivos que os alunos refletem ao longo da aula. Desse modo, conclui-se que com o uso da SEI foi possível aos estudantes incorporar, refletir e ampliar novos conhecimentos científicos de maneira interativa e dialógica.