O objetivo deste estudo foi investigar as possíveis contribuições da Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas (ABRP) para a educação básica, na perspectiva da educação ambiental crítica (EAC). O trabalho foi desenvolvido seguindo as etapas obrigatórias e princípios da ABRP, de acordo com Vasconcelos e Almeida (2012). Após a validação a priori, a proposta de intervenção didática foi aplicada a um grupo de alunos da 2a série da Escola Estadual de Ensino Médio "Guarapari", localizada no município de Guarapari (ES). Para a elaboração do planejamento da ABRP e do cenário problemático foram utilizadas situações reais a partir de questões socioambientais na Reserva Concha D'Ostra, unidade de conservação situada na área central do município. A pesquisa, de natureza qualitativa do tipo estudo de caso, baseou-se em observações, diários de bordo, questionários, entrevistas, fotografias, gravações de áudios e relatos escritos pelos alunos. Os dados foram analisados em três contextos, o contexto da metodologia ABRP, o contexto da educação não formal, e o contexto da EAC. Os principais referenciais teóricos deste estudo foram Edgar Morin, Paulo Freire, Carlos Frederico Loureiro, Mauro Guimarães e Maria da Glória Gohn. Os resultados apontaram a eficácia da ABRP e suas contribuições para trabalhar a temática socioambiental na escola. Os indicadores da educação não formal e da educação ambiental crítica foram alcançados com êxito. Foi possível evidenciar que a ABRP aliada à complementaridade dos espaços de educação formal e não formal constitui-se em uma estratégia para atingir a educação ambiental com criticidade. A partir das ações realizadas ao longo da investigação, foi elaborado um guia didático para implementação da ABRP voltado para a EAC na educação básica.