A Ecologia é conceituada como estudo científico da distribuição e abundância de organismos e das interações que a determinam, e como outras áreas do conhecimento, está sob sutil influência das necessidades dos diversos grupos e em diferentes épocas. Este estudo teve por objetivo compreender a importância do ensino contextualizado e investigativo no tocante da utilização sustentável do semiárido em uma escola do município de Picos-PI, propondo a Pesquisa Dirigida como mediadora do conteúdo de Ecologia na forma de sequência didática. Considerando a relevância do papel do professor de Biologia em ensinar a Ecologia, através de prática inovadora, partimos da seguinte pergunta norteadora: como desenvolver o ensino de Ecologia a partir de metodologia ativa para a utilização sustentável do semiárido na forma de sequência didática no Ensino Médio? É pertinente ressaltar que a forma de acesso à escola dos estudantes é por ônibus escolares e o cenário paisagístico percorrido até o destino, foi panorama natural aproveitado como alternativa para a contextualização da temática pelo professor. A abordagem é qualitativa de cunho experimental de análise quantitativa. Em vista de compreender os impactos da metodologia Pesquisa Dirigida, como mediadora do processo ensino/aprendizagem, escolhemos como técnica de coleta de dados, o questionário misto e observação qualitativa, e utilizamos roteiro e o diário de campo como instrumentos. Os resultados concretos revelam que a adoção da pesquisa no ensino de Ecologia, constitui estratégias facilitadoras da aprendizagem, associadas a técnicas investigativas e com fundamentos científicos no contexto semiárido. Além disso, potencializaram saberes necessários para a construção do conhecimento ecológico a partir dessa metodologia. No entanto, é preciso romper com o modelo tradicional, focado somente em aulas expositivas. Embora seja ainda motivo de desconforto por parte dos professores, o que limita o processo investigativo a partir de situações-problema, é necessário repensar a prática pedagógica, incluindo alternativas já validadas, como a sequência didática. A intenção é que essa possibilidade subsidie reflexões de professores de Biologia ao ministrar aulas em escolas públicas de Ensino Médio.