O presente trabalho apresenta a construção da estratégia teórico-metodológica de um trabalho de conclusão de curso de Licenciatura em Ciências Biológicas, em andamento, que se desenvolve integrado a um projeto de extensão. A proposta visa a criação e consolidação de clubes de ciências escolares, explorando as potencialidades de temáticas relativas a Ciência, Saúde e Meio Ambiente para compor um rol de atividades extracurriculares nos clubes de ciências. A construção da pesquisa, com foco em educação sexual, vem se constituindo no diálogo com as demandas de uma das quatro escolas envolvidas no referido projeto. Neste texto apresenta-se parte do referencial teórico sobre o qual se assenta a pesquisa de abordagem qualitativa, buscando integrar campos de referência importantes para a Pesquisa em Educação em Ciências: a educação sexual, a educação popular em saúde e os clubes de ciências escolares como espaço extracurricular de popularização da ciência, divulgação científica e alfabetização científica.