Este trabalho explora o potencial do ensino investigativo, por meio da construção de um modelo didático, como estratégia de facilitação do ensino e da aprendizagem em Biologia. O objetivo foi promover uma abordagem investigativa, crítica e lúdica sobre o tema evolução humana, frequentemente percebido como monótono e restrito à simples memorização. A proposta foi desenvolvida e aplicada por bolsistas do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID) em turmas da 2ª e 3ª séries do Ensino Médio de um colégio vinculado a uma universidade federal do Nordeste brasileiro, no primeiro semestre de 2025. A ação buscou romper com práticas expositivas e acríticas, por meio da mediação docente intencional e da valorização da autonomia dos educandos na construção do conhecimento. Com base nos estudos de Carvalho (2013) e Krasilchik (2004), a metodologia envolveu a elaboração e discussão, pelos estudantes, de um cladograma representando o percurso evolutivo do ser humano, construído no chão da sala de aula, em consonância com a perspectiva do Ensino por Investigação. A atividade foi estruturada em três etapas: (i) divisão da turma em pequenos grupos, com apoio de textos norteadores; (ii) discussão coletiva em semicírculo para a construção conjunta do cladograma; e (iii) reflexão coletiva sobre o tema a partir da análise do modelo elaborado. Os resultados evidenciaram que a construção de um modelo didático pelos próprios estudantes, permeada por uma abordagem investigativa, favoreceu a aprendizagem ao estimular o interesse, o desenvolvimento do pensamento crítico e a aproximação com a prática científica. A integração entre ludicidade e investigação revelou-se uma estratégia eficaz para tornar o ensino de Biologia mais dinâmico, crítico e atrativo, promovendo a participação dos estudantes no processo de aprendizagem.