A compreensão de fundamentos dos processos de ensino e aprendizagem de conceitos ambientais na formação inicial de professores de ciências é um ponto relevante para se pensar as potencialidades da Educação Ambiental Crítica (EAC). Nesse contexto, o problema de investigação da presente pesquisa foi: como se dá a relação entre a apropriação dos conhecimentos ambientais e a formação humana, no ato de conhecer, em um espaço educativo específico? Buscou-se investigar como o ensino de conceitos ambientais, numa abordagem dialética, pode contribuir na tomada de consciência e na elaboração conceitual de estudantes, em um contexto específico de educação escolar, e, assim, elaborar novas compreensões desses processos. O Materialismo Histórico-Dialético e a Teoria Histórico-Cultural foram as principais teorias que orientaram as posições metodológicas e epistemológicas desta investigação. Foi realizado um estudo teórico sobre: 1) as determinações fundamentais da instauração da crise ambiental, considerando-a como um processo histórico; 2) a perspectiva histórica e dialética da relação sociedade e natureza; 3) elementos da formação humana, com foco no desenvolvimento das Funções Psicológicas Superiores, em específico a formação de conceitos e a tomada de consciência; e 4) a Educação Ambiental como educação política e como elemento para a formação humana com vistas ao questionamento e à transformação da realidade. Paralelo a esse estudo, realizou-se uma pesquisa empírica desenvolvida com estudantes de um curso de Licenciatura em Química, da região Centro-Oeste do Brasil, vinculados a um subprojeto de Química do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID). Analisou-se previamente o Projeto Pedagógico do Curso para identificar a presença ou não de conteúdos ambientais e, por meio de questionários foram identificados conceitos ambientais dos sujeitos e aspectos de suas vivências. Posteriormente, analisou-se o processo de formação conceitual e os indícios de tomada de consciência desses sujeitos ao longo de um semestre em um Grupo de Discussão que realizou 14 encontros. Os encontros foram filmados, transcritos e analisados, utilizando-se a Análise Microgenética fundamentada em Lev Vigotski. Por meio da análise, quatro categorias, que envolvem os conceitos ambientais discutidos, foram elaboradas: 1) a visão de natureza; 2) as explicações sobre a crise ambiental; 3) as motivações e as instâncias educativas na formação do educador ambiental; e 4)a visão do eu-outro no mundo e a racionalidade neoliberal. Após essa elaboração, dois indicadores da relação sentido-significado que abracam elementos afetivos e intelectuais foram identificados: 1) expressões afetivas e; 2) relações de generalidade dos conceitos. Tais indicadores apareceram, implicitamente ou explicitamente, nos enunciados de todas as categorias. Desses indicadores elaborou-se subindicadores. Observou-se que os conceitos mais mobilizados pelos estudantes foram os construídos em outras instâncias educativas, como a igreja e a mídia, havendo pouca influência da educação escolar. Os estudantes apresentaram uma visão fragmentada que não considerou o ser humano como uma forma de existência da natureza. As discussões demonstraram limitações nas relações de suas redes conceituais, com pouca amplitude nos graus de generalidade. Devido à EAC questionar muitas significações estáveis para os estudantes, observou-se o estranhamento de alguns conceitos/temas, gerando resistência em apreendê-los. As intervenções verbais dos estudantes basearam-se, predominantemente, em uma rede de conceitos espontâneos pautada em um projeto neoliberal de sociedade. Por outro lado, observou-se a importância e a potencialidade formativa de momentos de estudo e diálogo sistematizados para ampliar a rede conceitual dos estudantes, desnaturalizar as relações socioambientais e contribuir para o processo de reflexão e apropriação dos conceitos científicos.