Este relato descreve a aplicação da Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) no ensino de modelos atômicos em uma turma do 1.º ano do Ensino Médio de uma escola pública sem laboratório. Buscou-se investigar se a ABP, ao articular teoria e prática por meio de situações-problema, favorece a compreensão de conceitos químicos abstratos e o desenvolvimento de competências investigativas. Inicialmente, foi construída coletivamente, no quadro, uma linha do tempo com quatro modelos clássicos (Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr). Em seguida, os estudantes foram organizados em seis grupos de cinco integrantes e, por sorteio, receberam um modelo e materiais genéricos e insuficientes (isopor, palitos, massa de modelar) para elaborar uma primeira representação, enquanto o professor manteve postura observacional. Na etapa seguinte, novos materiais foram disponibilizados, bem como orientações específicas para a reconstrução das representações. A comparação entre as duas versões demonstrou indícios de evolução na compreensão dos conceitos, evidenciada por maior coerência estrutural das representações e aumento do engajamento dos grupos. Observou-se também o estímulo à autonomia, à colaboração e à resolução de problemas. Conclui-se que a ABP representa uma alternativa viável para enfrentar os desafios decorrentes da falta de infraestrutura, promovendo aprendizagem significativa de Química e contribuindo para o protagonismo discente.
