Este artigo tem como objetivo analisar as metodologias inovadoras para o ensino da Matemática no Ensino Médio, considerando os desafios contemporâneos e as orientações da Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Por meio de uma revisão bibliográfica, discute-se como abordagens centradas no estudante podem ser incorporadas ao processo de ensino-aprendizagem para desenvolver o pensamento lógico-matemático e preparar os jovens para os desafios do ensino superior e do mercado de trabalho. Destaca-se a importância das metodologias ativas como estratégias que transformam a relação dos alunos com a Matemática, promovendo autonomia e tornando a aprendizagem mais significativa e contextualizada. O estudo também evidencia os desafios para implementação efetiva dessas metodologias, a necessidade de infraestrutura adequada e a formação continuada dos professores. Conclui-se que o ensino da Matemática no Ensino Médio, quando baseado em metodologias inovadoras, proporciona não apenas o domínio de conteúdos específicos, mas principalmente o desenvolvimento de competências e habilidades matemáticas aplicáveis a diversos contextos, preparando os estudantes para enfrentarem os desafios da sociedade contemporânea e das transformações tecnológicas do século XXI.