O ensino de ciências contextualizado por meio da discussão de temas sociocientíficos relevantes, fundamentada em conceitos científicos aprendidos em sala de aula, contribui para a formação ampla dos estudantes, capacitando-os para atuar de forma crítica na resolução de questões cotidianas e sociais. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e analisar uma sequência de ensino investigativo (SEI) elaborada a partir dos referenciais CTS. A SEI elaborada com a temática ?agricultura convencional versus agricultura orgânica? constituiu-se de dois ciclos de atividades diversificadas, a fim de contribuir para o ensinoaprendizagem, com os seguintes objetivos: 1) motivar os estudantes para a construção de conceitos de Química Orgânica; 2) contribuir para a compreensão da linguagem química; 3) compreender a função da química para o desenvolvimento tecnológico e para a sociedade; 4) estimular a reflexão, a discussão e a argumentação dos estudantes; 5) instigar a discussão do tema agricultura e a produção de alimentos, possibilitando o debate de ideias e a articulação da tríade CTS, contribuindo para o desenvolvimento da capacidade de tomada de decisão frente a situações reais; 6) inserir os estudantes na cultura científica escolar. Esta pesquisa é caracterizada como qualitativa do tipo pesquisa-ação e foi desenvolvida em uma escola pública estadual do município de Embu das Artes (SP), com uma turma de 26 estudantes da 3ª série do Ensino Médio. A coleta de dados ocorreu por meio de questionários, observação das aulas, registros em diário de campo, produção dos estudantes e gravações em áudio do júri simulado. Os dados foram analisados a partir dos pressupostos da análise de conteúdo de Bardin. Os resultados evidenciaram diversas potencialidades da SEI, tais como: a motivação dos estudantes; um ensino contextualizado; a articulação das relações CTS; a aprendizagem de conceitos químicos; a tomada de posicionamento crítico; o estímulo ao trabalho cooperativo; a contribuição para a prática reflexiva da professora participante. Os principais desafios da SEI foram: a precariedade da estrutura física da escola para o desenvolvimento de aulas diferenciadas; a desmotivação dos alunos no início da SEI para argumentação e leitura de textos; a pouca familiaridade dos alunos com realização de práticas investigativas. Durante o desenvolvimento das atividades observou-se um amplo interesse dos alunos acerca da temática abordada e maior participação e argumentação nos debates sobre os impactos socioambientais causados pela agricultura convencional. A análise propiciou estabelecer articulações CTS nas produções dos alunos a partir das reavaliações das hipóteses para as problemáticas propostas nos ciclos I e II da SEI. Os debates durante as atividades, a entrevista com trabalhadores de horta urbana, a construção da horta e o júri simulado, possibilitaram o posicionamento crítico dos estudantes frente à questão abordada e ainda a construção de conceitos de química orgânica. A abordagem CTS vai ao encontro da função social do ensino defendida neste trabalho, contribuindo para o desenvolvimento de conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais, como subsídios para formação da autonomia crítica dos estudantes e para a tomada de posicionamento frente a questões sociocientíficas, a partir de conhecimentos e valores e para a compreensão do pano de fundo presente nos discursos de especialistas e no desenvolvimento científico e tecnológico