Neste artigo abordamos o ensino por projeto de pesquisa desenvolvido junto a alunos do 3º ano do Ensino Médio de uma escola pública estadual. Partindo da perspectiva de que uma proposta educacional fragmentária, propomos uma metodologia de ensino que propicia a construção de conhecimentos pertinentes partindo de situações didáticas cotidianas aos estudantes. Objetivamos analisar a importância da pesquisa e construção de trabalhos científicos no desenvolvimento da aprendizagem significativa e do conhecimento a partir da investigação em campo e para o ensino da elaboração de projetos científicos a partir de temas propostos pelos discentes. Para o trabalho subdividimos a turma em grupos de trabalho, os quais definiram os temas geradores de acordo com suas necessidades de aprendizagem; levantaram hipóteses; construíram, desenvolveram e executaram seus trabalhos sob nossa mediação e orientação. Lançando mão do trabalho com a pedagogia de projetos, pudemos identificar que os estudantes desenvolveram seus trabalhos a partir de elementos concernentes ao seu cotidiano, de modo que a aprendizagem abrangeu aspectos conceituais, procedimentais e atitudinais, uma vez que as experiências vivenciadas apontaram para o desenvolvimento de capacidades e habilidades cognitivas, construção de aprendizagem significativa, compreensão teórico/prática da pedagogia de projetos, estabelecimento de relações entre teoria e prática.