Neste trabalho, apresentamos um estudo empírico realizado com o objetivo de identificar evidências da construção de conhecimentos científicos a partir de uma proposta pautada na Aprendizagem Baseada em Casos Investigativos (ABCI) em uma disciplina de Química Instrumental no ensino superior. Os dados foram gerados a partir da construção de diagramas heurísticos pelos graduandos a respeito da resolução do caso investigativo (CI) e analisados mediante a metodologia de Programas de Investigação Científica (PIC) de Lakatos. Na análise dos diagramas, identificamos aspectos conceituais e metodológicos apropriados à resolução do CI, bem como componentes que constituem o PIC, sinalizando indícios de apropriação conceitual pelos graduandos. A análise também aponta que a resolução do CI foi orientada por heurísticas positivas, sustentadas por hipóteses auxiliares que protegem o núcleo constituído de inferências a respeito da solução do CI. Ademais, heurísticas negativas foram observadas nas soluções, as quais permitem inferir que o conhecimento foi construído pela confrontação de informações. Tais resultados sugerem que o diagrama heurístico contribuiu para a construção do conhecimento científico durante o processo de resolução do CI. Diante disso, defendemos que os CI aliados ao diagrama heurístico podem favorecer o processo de construção do conhecimento.
