En un entorno en constante transformación, resulta fundamental que los estudiantes desarrollen habilidades de pensamiento crítico para tomar decisiones fundamentadas. En los últimos años han surgido enfoques educativos que fomentan la indagación del alumnado y se alinean con los principios de la educación STEAM. Un ejemplo de estas estrategias es el Aprendizaje Basado en Problemas, el cual permite a los estudiantes enfrentarse a desafíos y situaciones reales, aplicando su conocimiento científico, habilidades tecnológicas, razonamiento matemático, pensamiento crítico y creatividad. El propósito de este estudio consiste en examinar la evolución del pensamiento crítico en un grupo de estudiantes de 4º de Educación Secundaria Obligatoria durante un año académico. En dicho periodo, se implementó una secuencia didáctica fundamentada en el Aprendizaje Basado en Problemas, en un entorno STEAM que fomentaba la autonomía de los estudiantes. Con el fin de llevar a cabo el análisis, se evaluaron diversos aspectos del pensamiento crítico, como la capacidad de evaluación, análisis, síntesis y construcción de argumentos. Los resultados obtenidos revelaron una mejora general en el pensamiento crítico de los estudiantes. Éstos demostraron facilidad para sintetizar el proceso seguido, pero presentaron dificultades al determinar la relevancia y fiabilidad de la información utilizada para respaldar sus conclusiones.