O presente trabalho constitui-se em um relato de experiência no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID), no subprojeto Filosofísica, com ênfase na metodologia de Ensino de Ciências por Investigação (EnCI). A partir dos encontros realizados, da literatura indicada pelo orientador do subprojeto e das observações realizadas no Instituto Estadual Rio Branco, em Porto Alegre, foi elaborado uma Sequência de Ensino por Investigação (SEI) sobre órbitas planetárias, para primeiros anos do Ensino Médio, com atividade experimental e aplicação do método Peer Instruction. Neste trabalho, relatamos o processo de desenvolvimento do plano de aula, evidenciando as dificuldades de se pensar em um ensino não-tradicional em um Colégio Estadual, e as soluções propostas para a versão final. O objetivo é ressaltar a importância do Ensino de Ciências por Investigação nas escolas de Ensino Médio, uma vez que proporciona aos estudantes autonomia no processo de aprendizagem, sensação de competência e capacidade de solucionar problemas.