Este trabalho apresenta a construção de uma sequência didática (SD) usando metodologias ativas como alternativa aos modelos tradicionais de ensino. O tema escolhido foi Máquinas Térmicas, tendo em vista a sua interdisciplinaridade e sua presença no cotidiano. A sequência foi desenvolvida segundo a teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel que proporciona uma assimilação do que o indivíduo traz consigo para a construção de algo novo. Foi aplicada em uma turma de 2° ano do ensino médio de uma escola estadual do estado de São Paulo, no modelo de ensino integral. A SD apresenta seis aulas com diferentes abordagens, atividades e metodologias, de modo que o aluno se torne protagonista de seu próprio aprendizado, sendo o professor o mediador do mesmo. Os alunos realizaram ativamente as atividades propostas, tais como, leituras e interpretação de textos, aulas experimentais, visualização e discussão de vídeos e utilização de simuladores. As atividades propostas foram desenvolvidas de forma a otimizar o tempo em sala de aula, priorizando argumentações e soluções de problemas contextualizados, permitindo, portanto, uma interação evidente entre professor e aluno. Em todas as aulas da sequência houve algum tipo de metodologia que evidenciasse a participação ativa do estudante, cuja avaliação do conhecimento ocorreu durante todo o processo de desenvolvimento da SD. Ao final, foi proposta uma avaliação contendo questionários abertos e dissertativos, além de uma pesquisa qualitativa de satisfação dos alunos para com a sequência. Os resultados de aplicação desta proposta de SD foi satisfatório, tendo em vista o desempenho dos alunos nas atividades desenvolvidas, bem como as opiniões reveladas pela turma. Para complementar o trabalho desenvolvido, os resultados de aplicação desta SD foram comparados a outros, apresentados por outra sala de 2 ano do ensino médio da mesma escola, porém, sem a utilização da sequência didática proposta. Novamente, pôde-se notar, mediante a performance dos alunos na avaliação final, que a SD pode ter sido um diferencial para os alunos, cujo aprendizado apresentou indícios de significância, como prevê a teoria de Ausubel, adotada neste trabalho.