Este trabalho apresenta um relato de experiência com docentes participantes do Programa Institucional de Bolsa à Docência (PIBID), que desenvolveram sequências didáticas baseadas no ensino por investigação nas aulas de Biologia em duas turmas do Ensino Médio noturno. O objetivo foi promover maior motivação, engajamento e melhoria no desempenho escolar dos estudantes. O referencial teórico aborda o ensino por investigação como estratégia formativa na prática docente e seu impacto no processo de ensino-aprendizagem. A pesquisa adotou uma abordagem mista, qualitativa e quantitativa, de caráter exploratório e descritivo, envolvendo 90 estudantes do Ensino Médio e 8 docentes em formação. Os principais resultados indicam que os alunos avaliaram positivamente a abordagem investigativa, demonstrando maior participação nas aulas e melhor rendimento escolar. Para os docentes em formação, a experiência contribuiu significativamente para a articulação entre teoria e prática pedagógica, evidenciando o potencial do ensino por investigação como ferramenta eficaz na formação inicial de professores.
