Em uma atividade experimental investigativa, diversas interações podem ocorrer na relação professor-alunos. Assim, neste artigo, apresentamos uma pesquisa realizada com um grupo de alunos do 6º ano do Ensino Fundamental, participantes de um Clube de Ciências, no qual buscamos investigar os princípios de autonomia moral identificados entre os alunos durante a realização de uma Sequência de Ensino Investigativo. Tendo o Ensino de Ciências por Investigação como abordagem didática para construção do conhecimento científico, aplicamos uma Sequência de Ensino Investigativa (SEI) composta por sete etapas propostas, na qual os alunos interagem para resolver um problema sobre a capilaridade nas plantas. Classificamos esta investigação dentro de uma abordagem qualitativa e para análise foram criadas categorias que possibilitaram delimitar as várias ações e atitudes observadas. Os resultados apontam que as atividades investigativas realizadas no Clube possibilitam maior interação e cooperação, além de favorecer a construção do conhecimento científico, viabiliza a formação da autonomia moral. Concluímos que o Ensino de Ciências por Investigação apresenta-se como uma abordagem didática que promove o desenvolvimento da autonomia moral de estudantes diante de atividades realizadas em grupo pautadas em ações cooperativas fomentadas pela postura mediadora do professor.