A autorregulação da aprendizagem é um constructo que vem sendo utilizado nas diferentes áreas do conhecimento por possibilitar melhorias no processo de aprendizagem dos alunos. Assim, buscando contribuir para o ensino de química orgânica a partir desse constructo, esta pesquisa tem por objetivo apresentar uma proposta de ensino baseada na autorregulação da aprendizagem aliada à situações-problema para promover a aprendizagem significativa sobre o conteúdo de funções orgânicas oxigenadas no ensino médio. Quanto aos procedimentos metodológicos, estes foram pautados na abordagem qualitativa, norteada pela pesquisa-ação, exploratória e explicativa. Como instrumento de coleta de dados utilizou-se os mapas conceituais iniciais e finais, as atividades de averiguação da aprendizagem, o Inventário de Processos de Autorregulação da Aprendizagem (IPAAr) e a observação participante. Os sujeitos dessa pesquisa foram 25 alunos da terceira série do curso técnico em fruticultura de uma escola pública profissionalizante do interior do Ceará. A prática de ensino desenvolvida contemplou dez momentos pedagógicos. Para tanto, empregou a autorregulação da aprendizagem para analisar o perfil autorregulatório e favorecer as estratégias de aprendizagem autorregulada pelos alunos. Aliado a isto, utilizou-se as metodologias ativas como situações-problema para abordagem do conteúdo de funções orgânicas oxigenadas, buscando relacionar com o cotidiano deles e, assim, promover o ensino de forma contextualizada e problematizada para o alcance da aprendizagem significativa. Os resultados alcançados por meio dos mapas conceituais e das atividades de averiguação da aprendizagem evidenciaram indícios de desenvolvimento da aprendizagem significativa. Além disso, foi possível verificar, por meio do IPAAr, que os alunos evoluíram em seus processos regulatórios, apresentando resultados com média frequência para as fases de planificação e avaliação, porém, revelaram ainda, a necessidade de uma atenção maior por parte dos estudantes quanto a utilização das estratégias de aprendizagem voltadas para execução das tarefas. Apesar disso, notou-se que os alunos foram capazes de empregar estratégias cognitivas e metacognitivas em suas atividades. Diante disto, conclui-se que é possível trabalhar a autorregulação da aprendizagem aliada com às metodologias ativas como situações-problema para desenvolvimento da aprendizagem significativa, o que possibilita o ensino mais contextualizado e problemático, assentando o aluno como protagonista de sua aprendizagem.