No ensino de Biologia o professor deve ser estimulado a desenvolver estratégias pedagógicas que possibilite o aprendizado a partir das demandas da sociedade contemporânea, voltada para enfrentar os desafios e formar o cidadão. Nesse sentido, pretendendo estimular o pensamento crítico, o ensino por investigação se propõe a incentivar o questionamento, o planejamento e a busca de evidências assim como a divulgação das mesmas, conduzindo os discentes à alfabetização científica. Portanto, esse estudo tem por objetivo relatar a experiência de ensino-aprendizagem vivenciada durante a aplicação de uma sequência didática com abordagem investigativa para trabalhar a homeostase utilizando como contexto a glicemia. Foi realizado em uma turma de segundo ano do ensino médio da EEM Professor Gabriel Epifânio dos Reis, localizada em Icapuí-Ce. Os alunos foram organizados em grupos para realizar as atividades propostas. Partindo dos conhecimentos prévios os alunos foram estimulados a discutir sobre as variações da glicemia em condições sem e com patologia e de que forma o organismo mantém-se constante através da homeostase. Observou-se que os grupos foram capazes de resolver as situações problemas apresentadas nas questões, complementando e reorganizando grande parte dos conhecimentos prévios. A opinião dos alunos em relação a aprendizagem do tema a partir da sequência de ensino foi positiva.