A Matemática ocupa posição central nos currículos da educação básica brasileira, sendo reconhecida como componente essencial para o desenvolvimento cognitivo, social e intelectual dos estudantes. Entretanto, os indicadores educacionais nacionais e internacionais evidenciam dificuldades persistentes na aprendizagem matemática, especialmente no que se refere à compreensão conceitual, ao desenvolvimento do pensamento lógico-matemático e à resolução de problemas. Avaliações como o Sistema de Avaliação da Educação Básica (SAEB) e o Programa Internacional de Avaliação de Estudantes (PISA) revelam fragilidades que indicam a necessidade de superação de práticas pedagógicas tradicionais, centradas na memorização e na repetição de procedimentos. Nesse contexto, este capítulo tem como objetivo analisar, sob uma perspectiva teórica, as contribuições das metodologias ativas no ensino de Matemática, com ênfase na resolução de problemas, para o desenvolvimento do pensamento lógico-matemático no ensino fundamental. Fundamentado em uma revisão teórica de autores clássicos e contemporâneos da Educação Matemática e das metodologias ativas, como Piaget, D’Ambrosio, Polya, Skovsmose, Moran e Bacich, o capítulo discute como práticas pedagógicas centradas no protagonismo discente favorecem aprendizagens mais significativas, o engajamento dos estudantes e a ressignificação do papel docente no processo de ensino-aprendizagem.