Nos últimos anos, a literatura em educação em ciências tem demonstrado um renovado interesse na aprendizagem das ciências por investigação nos vários níveis educativos, incluindo na educação pré-escolar. Porém, a insegurança dos educadores em relação às ciências tem limitado e empobrecido as oportunidades de aprendizagem das crianças. Neste sentido, temos vindo a promover um processo de formação inicial de educadores de infância orientado para o desenvolvimento de competências científicas e didáticas inerentes à abordagem das ciências por investigação. Durante a formação, os estudantes planificam propostas didáticas e exploram-nas com as crianças nos seus respetivos contextos educativos. A partir de um desses casos, designadamente uma sequência de atividades com balões, este artigo descreve essa experiência formativa e apresenta a análise do processo de exploração das atividades promovido por estudantes, em formação, com crianças da educação pré-escolar. A análise, que incide no diário elaborado pelos estudantes, vai apresentando as aprendizagens e os processos desenvolvidos pelas crianças no ato de aprender, permitindo verificar que estas são capazes de assumir uma atitude científica de procura do saber, quando devidamente estimuladas pelo educador e envolvidas em experiências de aprendizagem interessantes e significativas.