Na presente dissertação defende-se a ideia de que sequências didáticas com atividades diferenciadas como experimentos, simulações computacionais, teatro, jogos, mapas conceituais, etc., propiciam ao aluno um repertório de meios que podem contribuir para a Aprendizagem Significativa (AS). Neste contexto, foi escolhido para esse trabalho como ferramenta de ensino o método da Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP), onde o professor assume a função de mediador da aprendizagem e o aluno é desafiado a desenvolver a habilidade de pensamento crítico, de análise e de usar recursos de aprendizagem para solucionar os problemas de forma integrada e organizada. Esta pesquisa é de cunho qualitativo e visa aplicar e avaliar a ABP como facilitadora da aprendizagem de Física Moderna e Contemporânea (FMC) em nível médio, em particular o tema Radioatividade, segundo os princípios da visão construtivista de Piaget e Ausubel. Utilizou-se também neste trabalho a Teoria dos Modelos Mentais (TMM) proposta por Johnson-Laird com o objetivo de verificar e avaliação a evolução dos modelos mentais dos alunos e assim buscar evidências de AS. Como resultado da pesquisa, foi desenvolvido um Produto Educacional constituído de uma apostila do conteúdo de Radioatividade e Física Nuclear. A ideia é que este material sirva de base para o ensino do tema, podendo ser reproduzido integralmente ou adaptado pelo docente. Este material foi aplicado em uma turma do 2ª série do Ensino Médio da rede pública no município de Campos dos Goytacazes – RJ. Os resultados da aplicação mostraram que os alunos avaliaram positivamente as aulas e o método utilizado.
Palavras-chave: Ensino de Física, ABP, Aprendizagem Significativa, Modelos Mentais.