Esta tese apresenta os resultados de uma investigação realizada com alunos de diferentes níveis e modalidades da Educação Básica (EB), em três instituições estaduais públicas da cidade de Porto Alegre/RS, utilizando a metodologia da Resolução de Problemas (RP) para contextualizar a temática ambiental agrotóxicos. A investigação procurou responder à seguinte pergunta: De que modo a sequência pedagógica aplicada, baseada na RP, contribui para o desenvolvimento dos conhecimentos conceituais, procedimentais e atitudinais relacionados com os riscos que os agrotóxicos podem causar, bem como para a autonomia dos alunos da EB? O objetivo geral desta pesquisa foi avaliar as formas de contribuição da sequência pedagógica aplicada, baseada na RP, para o desenvolvimento, nos alunos da EB, da autonomia e dos conhecimentos conceituais, procedimentais e atitudinais relacionados com os riscos que os agrotóxicos podem causar. Os dados de pesquisa foram obtidos por meio de questionários, diários de campo, gravações de áudio e produções escritas dos alunos, para posteriormente serem analisados qualitativamente por meio da Análise de Conteúdo. As análises foram embasadas nas contribuições teóricas de autores como Frederico Peres da Costa e Josino Costa Moreira sobre Agrotóxicos; Olga Pombo e Hilton Japiassu referentes à interdisciplinaridade; Marília Freitas de Campos Tozoni-Reis e Mauro Guimarães acerca da Educação Ambiental Crítica; Antoni Zabala sobre as tipologias de aprendizagem; Paulo Freire a respeito da autonomia; María Del Puy Pérez Echeverría e Juan Ignacio Pozo referentes aos aspectos pedagógicos da Resolução de Problemas e Larry Laudan referentes aos aspectos epistemológicos da Resolução de Problemas. Os alunos vivenciaram a Resolução de Problemas a partir de uma visão abrangente sobre questões relativas à Educação Ambiental, Resolução de Problemas e Ensino de Ciências/Química, sendo essas questões trabalhadas durante as aulas. Dessa forma, para propiciar a contextualização dos conteúdos químicos trabalhados, criamos problemas para serem resolvidos pelos educandos. A análise dos resultados produziu argumentos que sustentam a tese de que a metodologia da Resolução de Problemas, trabalhada com os princípios e fundamentos da interdisciplinaridade e da Educação Ambiental Crítica, foi capaz de desenvolver, nos estudantes da Educação Básica, a autonomia e os conhecimentos conceituais, procedimentais e atitudinais referentes aos problemas ambientais e à tomada de consciência a respeito da utilização dos agrotóxicos.