A teoria Piagetiana e o Construtivismo mostraram uma nova forma de conceber o desenvolvimento do conhecimento. Por isso, o crescente interesse em aproximar a teoria das questões e interesses educacionais. Nesse sentido, o trabalho investigou as contribuições do quadro teórico piagetiano e do método clínico para o aperfeiçoamento dos procedimentos didáticos e dos procedimentos pedagógicos em sala de aula, e, por consequência, na construção dos conhecimentos dos alunos. Examinamos como a aplicação de uma sequência de situações-problema sobre conceitos físicos e matemáticos aliada ao método clínico piagetiano, em um cenário de ensino por investigação, pode contribuir para a aprendizagem dos alunos e para a apropriação do professor como pesquisador da sua própria prática. Esta pesquisa seguiu uma abordagem qualitativa. Para sustentação teórica, dissertou-se sobre o método clínico, a investigação no contexto do ensino e aprendizagem, o estabelecimento de um ambiente de debate e colaboração entre os pares. Fez-se necessário percorrer os caminhos da Didática e da Didática da Matemática, recuperando elementos da teoria dos Campos Conceituais de Gérard Vergnaud. Bem como, mobilizar estes operadores teóricos na análise dos resultados da aplicação das situações-problema em nossa sala de aula. Verificou-se, então, as contribuições da conciliação do Método Clínico e da teoria dos Campos Conceituais para a criação de condições na investigação do processo de construção e apropriação de um conceito pelo aluno. Espera-se que o estudo proporcione discussões acerca: (i) das contribuições do método clínico de Piaget como estratégia didático e pedagógica; (ii) do método clínico aliado a um ambiente de aprendizagem investigativo; (iii) das atividades da sequência de ensino investigativa como ferramenta para construção dos conhecimentos físicos e matemáticos; (iv) da influência das conversações para a construção dos conceitos; (v) da apropriação do professor como pesquisador da sua própria prática; (vi) das questões pertinentes do decurso das aplicações em sala de aula para a produção do produto educacional.