Uma gama de orientações na área da Educação Matemática sugere o uso da Resolução de Problemas para melhorar a qualidade do ensino da matemática, porém, sua utilização pelos profissionais docentes é ainda escassa pelo próprio caráter de imprevisibilidade e insegurança presentes nesse tipo de tarefa. Esta pesquisa desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemática do Instituto Federal do Espírito Santo investigou quais contribuições emergem de ações colaborativas e reflexivas na formação de professores de matemática em aulas de resolução de problemas. Para tal, foram utilizados, principalmente, como aporte teórico e metodológico as contribuições de Ponte, Perrenoud, para apoiarem a formação prática reflexiva e colaborativa dos professores de Matemática; Pólya para a Resolução de Problemas e; Fernandez e Yoshida e Isolda e Olfos para o Lesson Study como método que sustentou a condução das aulas de alguns professores de Matemática. Nesse sentido, a investigação estudou aspectos relacionados ao ensino que emergem da prática colaborativa e reflexiva de professores de Matemática ao utilizarem a Resolução de Problemas em suas aulas. A coleta de dados foi realizada durante uma disciplina de Resolução de Problemas, ofertada a nove alunos-professores de Matemática, sendo alguns mestrandos da Pós-graduação em Educação em Ciências e Matemática do Instituto Federal do Espírito Santo e outros fora desse âmbito. Desses, quatro alunos-professores lecionaram aulas baseadas em Resolução de Problemas, a partir de problemas mal estruturados, construídas no ambiente do Lesson Study, o que inclui planejarem, executarem seus planos e refletirem sobre suas atuações em conjunto com os demais alunos-professores, a pesquisadora e outros quatro professores-pesquisadores deste Método. Os alunos-professores que não lecionaram foram observadores das aulas ministradas pelos demais, papel de igual importância no ambiente do Lesson Study. Trata-se, portanto, de uma pesquisa qualitativa, cujos dados foram coletados por meio dos planejamentos de aula escritos, gravações em áudio e vídeo, registros escritos dos alunos-professores e alunos-graduandos e um instrumento elaborado a partir do referencial teórico aqui abordado. Como produto científico-educacional foi elaborado um guia-didático com objetivo de reunir instruções, potencialidades, bem como aspectos que demandem certos cuidados ao se utilizar a Resolução de Problemas. Os resultados nos fornecem informações que as ações colaborativas e reflexivas contribuíram para que os alunos-professores planejassem e conduzissem suas aulas utilizando questionamentos que auxiliassem no fluxo de raciocínio dos alunos-graduandos nas diferentes etapas da resolução de problemas, se antecipassem às diferentes estratégias que poderiam surgir durante a aula, planejando melhores abordagens, recursos, exemplos e contra-exemplos para avaliar e valorizar as produções dos alunos-graduandos. Em geral, as ações favoreceram para que os participantes executassem as aulas com maior sintonia com o que foi planejado, influenciando suas práticas de ensino.