Este trabalho apresenta um recorte de uma dissertação de mestrado com o objetivo de investigar como os alunos constroem conhecimento científico com uso da metodologia de experimentação no Ensino de Química e analisar as estratégias, potencialidades e limitações desta metodologia no Ensino Médio. Como referencial teórico aborda-se questões pedagógica e epistemológica da experimentação. A intervenção para esta investigação foi realizada em escola Pública de Educação Básica, localizada no município de Vila Nova do Sul/RS, com alunos do primeiro Ano do Ensino Médio. Como metodologia de pesquisa utilizou-se a abordagem qualitativa e a partir da produção de dados emergiram categorias de análise. Como resultado desta pesquisa aponta-se que os alunos se tornaram mais independentes à medida que realizam os experimentos, com questionamentos frequentes durante a aula, ao mesmo tempo que tomam decisões importantes no desenvolver dos experimentos.