Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a aplicação de um aparato científico-pedagógico para a construção do conhecimento do tema Equilíbrio Térmico, em sala de aula. O objetivo é abordar o equilíbrio térmico através de discussões sobre resultados apresentados por um experimento, que diferem do que é defendido nos livros didáticos, caracterizado como um problema de uma atividade investigativa, conforme os pressupostos do Ensino por Investigação de Anna Maria Pessoa de Carvalho. A pesquisa é caracterizada como qualitativa, exploratória e de cunho experimental. Os textos utilizados foram selecionados após análise bibliográfica, tendo em vista à discussão do ensino de física, que serviram de base para a elaboração do experimento, como foco de discussão da aplicação desse recurso no ensino do equilíbrio térmico. As estratégias metodológicas constituem da aplicação de uma Sequência de Ensino Investigativo (SEI), com textos, vídeos, questionários, roteiros, simulações, mural interativo, relacionadas ao experimento didático sobre o equilíbrio térmico. Os recursos supracitados foram aplicados em turmas de 2º ano do Ensino Médio do colégio Centro Integrado de Educação Navarro de Brito (CIENB). A participação dos discentes nas atividades constituintes do Produto Educacional, constitui como uma das ações para a iniciação do processo de alfabetização científica