Frequentemente, os alunos do Ensino Médio apresentam dificuldades para aprender conceitos químicos e relacioná-los ao seu cotidiano. O motivo pode estar atrelado ao uso do modelo tradicional de ensino, que reproduz os conhecimentos do professor através de uma aula expositiva e recorre à memorização dos conteúdos pelos alunos. As atividades experimentais permitem uma maior interação entre o professor e os alunos, e apresentam várias outras contribuições relevantes, como: despertar o interesse dos alunos, relacionar prática e teoria, e principalmente, contribuir para o desenvolvimento do diálogo, mediação e argumentação dos alunos. Outra estratégia para aumentar o interesse do aluno pelo ensino de química é a metodologia da sala de aula invertida, que permite uma reflexão prévia do assunto pelo aluno. Mesmo um tema como “polímeros”, que tem grande aplicabilidade cotidiana, quando é abordado no Ensino Médio, o aluno, muitas vezes, tem dificuldade para correlacionar os conceitos químicos envolvidos, a aplicação e os impactos ao meio ambiente destes materiais. Desta forma, esta dissertação teve como objetivo propor uma sequência didática, que contemple o ensino de polímeros com uma abordagem relacionada à educação ambiental crítica, utilizando a metodologia da sala de aula invertida. Além disso, a sequência didática foi planejada para incentivar o protagonismo do discente na construção do conhecimento através da experimentação e foi dividida em cinco etapas que contou com a discussão de textos de reportagens e de vídeos científicos, aula expositiva, elaboração de dois textos de apoio aos alunos, um sobre a ciência dos polímeros e o outro sobre a questão do descarte inadequado do material no meio ambiente e as soluções disponíveis e experimentos. Os alunos foram os protagonistas das atividades durante a aula experimental, executando os experimentos e apresentando-os aos colegas, explicando também a teoria envolvida em todos os fenômenos observados, desta forma, considerase que houve protagonismo discente na sequência didática sugerida neste trabalho, ajudando-os na construção do seu próprio conhecimento.