O ensino de ciências nas séries iniciais do ensino fundamental, é uma importante estratégia que pode possibilitar ao estudante a construção de uma identidade de aproximação científica, associado ao ensino por investigação possibilita aos estudantes uma melhor assimilação dos conceitos estudados. Esta pesquisa objetivou evidenciar como o ensino de ciências por investigação pode auxiliar tanto o professor quanto estudantes que buscam uma melhor compreensão dos conceitos de astronomia. Foi utilizada a metodologia qualitativa com delineamento de pesquisa participante como metodologia orientadora da pesquisa, e o diário de campo e a observação como recursos para coleta de dados. Esta pesquisa foi aplicada em uma turma do quinto ano das séries iniciais do ensino fundamental de uma escola pública de Brasília-DF, apresentando resultados extremamente relevantes acerca da participação por parte dos estudantes, sendo possível construir e aplicar os conhecimentos teoricamente abstratos da astronomia em situações práticas por meio do uso da modelagem.