Este artigo apresenta uma proposta didática para o ensino da calorimetria no Ensino Fundamental, baseada nas potencialidades de uma Sequência de Ensino Investigativa (SEI). De acordo pressupostos teóricos de Piaget (1977; 1978) e Vygotsky (1984), e conforme os encaminhamentos de Carvalho (2012), a presente proposta se justifica pela necessidade de mudança de contexto de ensino de física, em que os conceitos, as fórmulas e as Leis, comumente transmitidos e replicados, dão lugar a um ambiente investigativo de construção dos conhecimentos científicos de caráter coletivo, socializado e problematizado. Identificamos que o ensino por investigação, tal como o desenvolvido nesta proposta, se apresenta como uma metodologia eficaz para a promoção de uma cultura científica e, consequentemente, da alfabetização científica, mobilizando conhecimentos, atitudes e valores importantes para a aprendizagem em Física.