O presente estudo tem como objetivo analisar como a predisposição para aprender, conforme proposta por Ausubel, se manifesta nas dimensões cognitiva e afetiva em uma proposta didática investigativa. A pesquisa busca responder à seguinte questão: de que maneira os aspectos cognitivos e afetivos evidenciados durante a resolução de problemas indicam a presença de predisposição para aprender e a ocorrência de aprendizagem significativa. Metodologicamente, trata-se de um estudo de caso desenvolvido com estudantes do Ensino Médio, por meio de uma gincana pedagógica interdisciplinar baseada em Problemas de Fermi e organizada por rotação por estações. Os dados foram analisados a partir dos registros das interações e estratégias dos alunos. Os resultados indicam que o envolvimento ativo, a argumentação e a interação em grupo favoreceram a mobilização de conhecimentos prévios, evidenciando indícios de aprendizagem significativa.