Diversas discussões, no meio científico, centram-se sobre estratégias para melhorar o cenário da educação em matemática em nível nacional e internacional. Em conjunto, documentos que orientam a educação brasileira pautadas em pesquisas oficiais preconizam a ausência da Resolução de Problemas nas aulas de matemática, bem como recomendam o uso desse método como prática educacional para desenvolver o raciocínio matemático. Esses mesmos meios indicam os resultados negativos dos estudantes brasileiros em avaliações em nível nacional e internacional e destacam os resultados positivos obtidos por estudantes de países asiáticos nas avaliações internacionais na área de Matemática. Sendo assim, buscamos analisar o planejamento e a execução de uma aula baseada em Resolução de Problemas a partir de ações colaborativas e reflexivas do método denominado Lesson Study. Esse artigo é parte dos resultados obtidos em uma pesquisa científica, de caráter qualitativo, desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemática do Instituto Federal do Espírito Santo. Verificamos que as ações desenvolvidas durante a pesquisa contribuíram para os professores planejarem questionamentos eficientes, estratégias de resoluções que abarquem diversas naturezas (algébrica, lógica, geométrica, pictórica), anteciparem diferentes dúvidas, respostas e reações dos estudantes e executarem a aula com maior sintonia com o que foi planejado.