Esse trabalho teve como objetivo geral analisar o ensino-aprendizagem de Ecologia utilizando um fragmento de Mata Atlântica como espaço de aprendizagem e o ensino por investigação como metodologia ativa. A pesquisa pode ser classificada como participante e de natureza quanti-qualitativa. O fragmento florestal local de estudo foi a Mata de Jaguarana, uma reserva de floresta urbana localizada no município de Paulista/PE. Em virtude da pandemia da Covid-19 o processo de ensino-aprendizagem aconteceu de forma híbrida, com momentos remotos e presenciais. A atividade investigativa foi realizada por estudantes de uma turma do terceiro ano do ensino médio da escola pública Custódio Pessoa localizada próxima ao referido ecossistema. Eles foram provocados a responder a situação-problema “Quais as problemáticas socioambientais existentes na Mata de Jaguarana?”. Para tanto, realizaram diversas atividades de cunho investigativo desde a pesquisa e discussão textos relativos ao ambiente analisado, construção de hipóteses, estudo in loco na mata, explicação sobre a realidade socioambiental observada apontando causas e propondo soluções, elaboração e entrega de uma carta aberta à Secretaria Municipal do Meio Ambiente até a apresentação para a comunidade escolar por meio de seminário on-line dos dados e informações construídas a partir da atividade investigativa. Podemos afirmar que os estudantes resolveram a situação problema de maneira ativa e protagonista, fortaleceram sua competência socioambiental e sua atuação como cidadãos. Também avançaram no processo de alfabetização científica a partir do fortalecimento de habilidades como observação crítica, leitura, explicação, discussão e comunicação de dados ou informações. Compreendemos que o desenvolvimento de procedimentos a partir da metodologia ativa utilizada foi tão importante ao processo de ensino e de aprendizagem de Ecologia quanto a abordagem de atitudes e valores uma vez que verificamos que os estudantes desenvolveram mais interesse, curiosidade, criatividade, motivação e trabalho em equipe com a execução da proposta. A partir deste trabalho, foi elaborado um guia educacional chamado “Detetive Ambiental”, que poderá ser utilizado como recurso didático por outros professores como ferramenta inovadora em aulas de Ecologia.