Em uma educação contemporânea, o ensino de Biologia precisa desempenhar relevante papel social, na construção do conhecimento com foco na alfabetização científica, incentivando os alunos a conhecerem sobre a diversidade existente na região semiárida, e refletirem criticamente sobre a necessidade e a importância da preservação da biodiversidade no Bioma Caatinga. Nessa perspectiva, o trabalho objetivou analisar os conhecimentos dos estudantes de 1ª série do Ensino Médio de uma escola pública, a respeito da biodiversidade da fauna e flora do Bioma Caatinga. O presente estudo foi realizado com o desenvolvimento de uma sequência didática durante o período de regência, no Programa Residência Pedagógica (PRP), no município de Limoeiro do Norte - CE, tendo como público-alvo 41 alunos da 1ª série matriculados na Disciplina Eletiva Biodiversidade da Caatinga, contemplando o Novo Ensino Médio (NEM). A tipologia da pesquisa caracterizou-se quanto à natureza como básica, e em relação aos objetivos como exploratória, com abordagem qualitativa, na perspectiva de compreender a evolução do conhecimento dos alunos mediante as etapas planejadas da sequência didática, que ocorreu em um período de duas semanas, com carga horária total de 4 horas/aulas. Foi possível perceber que a associabilidade da aula teórica, em sala de aula, com a prática, em campo, como estratégia pedagógica propiciou uma maior participação dos alunos, o que facilitou a evolução da aprendizagem. Os resultados da sequência didática foram significativos, pois os alunos conseguiram observar, considerando cada uma de suas realidades, a temática explorada em sala de aula. Portanto, evidenciou-se que os objetivos planejados foram alcançados por meio da adoção de uma sequência didática, o que contribuiu para a efetiva aprendizagem dos alunos sobre a biodiversidade da Caatinga, ampliando o conhecimento sobre as espécies de plantas e animais da Caatinga.