Neste estudo, exploramos o papel das atividades investigativas experimentais no ensino de Química no Ensino Médio, buscando promover a aprendizagem significativa dos alunos. Inspirados nas ideias de Ausubel, adotamos uma abordagem que visa relacionar novas informações com conhecimentos prévios dos alunos, estimulando o desenvolvimento de habilidades científicas essenciais. De natureza qualitativa descritiva, envolvendo revisões bibliográficas e a realização de atividades práticas em uma turma de investigação científica do Ensino Médio. Foram aplicados questionários orais e apresentadas situações-problemas aos alunos, seguidas de discussões e experimentações em laboratório. Os alunos foram capazes de identificar problemas, levantar hipóteses, realizar experimentos e analisar dados, demonstrando compreensão dos conceitos científicos e aplicação dos mesmos em situações do cotidiano. Houve também a identificação de algumas dificuldades no processo, como a necessidade de planejamento experimental e o manejo adequado dos materiais. Considerando que fica evidente que as atividades investigativas experimentais são fundamentais para o desenvolvimento de habilidades científicas e a construção do conhecimento significativo. Essas experiências promovem a interação ativa dos alunos, estimulando o pensamento crítico e a autonomia na resolução de problemas. Este estudo destaca a importância das atividades investigativas experimentais no ensino de Química, contribuindo para uma aprendizagem mais significativa e para a formação de estudantes críticos e reflexivos.