Nesta pesquisa objetivou-se identificar as contribuições de uma Sequência de Ensino por Investigação (SEI) para o processo de Alfabetização Científica e Educação Ambiental de alunos do 4º ano do Ensino Fundamental em uma escola da rede municipal de ensino da cidade de Caiapônia, interior de Goiás. Para tanto, o planejamento e aplicação da referida SEI, seguiu as orientações de Carvalho (2013), quanto à metodologia de ensino por investigação; Sasseron (2008) para identificação de indicadores de alfabetização científica nas falas e produções dos sujeitos da pesquisa; das Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica, quanto à inserção de questões ambientais no processo educativo, assim como vários autores que definem os princípios e fundamentos da Educação Ambiental, traçando diretrizes, conceitos e categorias teórico-metodológicas no ensino formal. Utilizou-se dos elementos da pesquisa qualitativa com abordagem estudo de caso. Inicialmente, a coleta de dados se deu por meio de um questionário semiestruturado para conhecimentos prévios dos alunos sobre temas ambientais e um questionario final, com o objetivo de verificar possíveis mudanças quanto aos conceitos e fenômemos abordados na SEI. Foram realizadas gravações de vídeo do desenvolvimento das aulas, bem como de trabalhos escritos e desenhos produzidos pelos alunos no final das atividades investigativas. Após as análises dos resultados pode-se perceber evidências substanciais de que a Alfabetização Científica, assim como a Educação Ambiental foram otimizadas com os sujeitos dessa pesquisa. O produto educacional resultante desse trabalho foi elaborado na forma de uma SEI, entitulada "Caminho das águas", composta por nove aulas, dentre essas, duas atividades de demostração investigativa, apresentadas em um caderno de orientações teóricas e metodológicas.