A tradição disciplinar da educação no Ensino Médio impõe aos profissionais desse nível de ensino uma grande dificuldade para desenvolver projetos integrados. No presente trabalho, investigações em ambientes costeiros são apresentadas como alternativa para a integração de conhecimento e de contextualização de conceitos e procedimentos comumente trabalhados de maneira isolada nos programas curriculares. A partir do método de investigação, dividido em 7 fases ao longo de um semestre, estudantes do primeiro ano do Ensino Médio elaboraram pesquisas escolares que enfocaram problemas ambientais de ecossistemas costeiros. Os resultados indicam que a proposta é apropriada para o desenvolvimento de projetos interdisciplinares, apresentados em uma estrutura menos hierarquizada e mais significativa, a partir de um rol mínimo de conceitos, denominado Núcleo Duro, composto por parâmetros físico-químicos e biológicos, além da possibilidade do desenvolvimento de um rol de conceitos escolhidos pelos próprios estudantes, denominado Núcleo Flexível, relacionado com questões sociambientais. A proposta curricular também estimulou o desenvolvimento de habilidades de investigação e a reflexão sobre as atitudes dos estudantes em relação aos colegas, à ciência e ao ambiente.