La Educación Ambiental tiene como objetivo favorecer la formación de sujetos sensibles por el medio ambiente, con capacidad para construir conocimientos y adoptar posiciones críticas y reflexivas que les permita la toma de decisiones frente a problemáticas del entorno. En una sociedad donde la explotación masiva de recursos naturales evidencia el uso irracional y desmedido que el hombre ha hecho sobre los ecosistemas, la enseñanza de las Ciencias Naturales dentro del marco de la Educación Ambiental debe estar dirigida a promover acciones y conductas éticas, sobre el uso y cuidado del medio natural. Así, el presente artículo contempla, dentro de un proceso de investigación - acción, la reflexión sobre la enseñanza de las Ciencias Naturales en la educación básica, su articulación con la Educación Ambiental y finalmente, la aplicación del estudio de caso como estrategia didáctica que favorece el desarrollo del carácter epistemológico y metacognitivo de la alfabetización científica, al permitir que estas disciplinas puedan entrecruzarse y complementarse, y contribuir a la reflexión sistémica sobre la práctica social y educativa con vistas a mejorar el entorno y la calidad de vida.