Esta pesquisa busca apresentar uma contribuição para o ensino de ciências e biologia, utilizando-se da aprendizagem investigativa e da construção de modelos didáticos para o ensino do sistema circulatório humano na educação básica. A motivação deste estudo partiu da necessidade apresentada por alguns estudantes em compreender anatomia e fisiologia desse sistema e construção dos conceitos trabalhados em sala de aula, além da escassez de material adequado nas escolas. O uso de modelos didáticos por meio de uma Sequência de Ensino por Investigação (SEI) apresenta-se como uma proposta para responder a essa necessidade. Oobjetivo deste estudo foi desenvolver uma SEI, produto educacional dessa dissertação, utilizando a construção de modelos didáticos, de forma a fomentar autonomia, reflexão, pensamento crítico, tomada de decisão, proposições e explicações por parte dos estudantes. O trabalho foi desenvolvido com alunos do 3º ano do ensino médio de uma escola pública estadual na cidade do Rio de Janeiro (RJ). A SEI compreendeu um conjunto de sete atividades, em que foram gerados os dados, e analisados considerando as respostas dos alunos nessas atividades, as observações do pesquisador, as interações em sala aula e as produções dos alunos ao longo da sequência desenvolvida. Tivemos como resposta à nossa pergunta de pesquisa a participação ativa dos estudantes na construção do conhecimento, atuando de forma crítica, reflexiva e autônoma. Por meio das análises, foi possível perceber que as atividades investigativas, propostas na SEI, contribuíram para o ensino do sistema circulatório. Facilitando o entendimento dos conceitos de anatomiae fisiologia desse sistema, diminuindo o nível de abstração, valorizando as ideias e conhecimentos prévios dos alunos, proporcionando o raciocínio crítico por meio de questões desafiadoras, motivando e despertando a criatividade. Neste trabalho,percebemos o potencial dessa abordagem para a superação das dificuldades, de alunos e professores, em aprender e ensinar conceitos científicos relativos ao sistema circulatório. Dessa maneira, entendemos que esta Sequência de Ensino Investigativo pode contribuir para aumentar o repertório de práticas e saberes dos professores.