A Didática em Ciências da Natureza, para os que têm acesso à Educação Básica, têm buscado práticas que possibilitem uma formação ‘completa’ dos indivíduos. O caráter interdisciplinar da Ciência, com o apoio de uma abordagem histórica faz com que a prática educacional seja entendida de forma mais ampla, gerando significado ao aprendizado por meio da integração e articulação das várias disciplinas. O tema estrutura da matéria possui um viés histórico explícito e relações interessantes entre Química e Física, e permite também um aporte filosófico importante. Sendo assim, a presente pesquisa buscou fornecer subsídios educacionais que pudessem promover uma aprendizagem significativa deste tema. Quanto à fundamentação teórica, foi utilizada a Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS) de David Ausubel, assim como as contribuições teóricas do Ensino Investigativo (EI); por sua vez, o uso da interdisciplinaridade e da História da Ciência, coloca em evidência a construção dos modelos científicos, considerados construções sociais, através de resolução de problemas com viés investigativo e que considera as estruturas conceituais e não apenas os conceitos isolados. Após a aplicação e análise dos resultados, baseados na fundamentação teórica, foi possível verificar a motivação e o engajamento dos discentes de forma crescente e, à medida em que iam subindo os degraus do conhecimento, percebiam como se desenvolve a construção do conhecimento científico, por terem tido acesso a conhecimentos científicos com alto potencial significativo. Ficou notório que os alunos estavam rompendo com a timidez, com a falta de crença em si mesmos, com a passividade, impontualidade, com concepções imaturas e com a falta de comprometimento, porém agora, com uma ampliação de campos conceituais vinculados à estrutura da matéria, tornaram-se possuidores de significados de alto potencial cognitivo, com visões do mundo e de si mesmos.
