Esta pesquisa fundamentou-se nos pressupostos teóricos da epistemologia genética de Piaget e teve por objetivo principal investigar as relações entre a compreensão do modelo científico sobre célula por alunos de ensino médio e a transformação de seus modelos e operações mentais. Trata-se de uma pesquisa experimental de cunho qualitativo, na qual a metodologia de coleta de dados inspirou-se no método clínico e na metodologia de resolução de situações-problema. Esta foi aplicada por intermédio de um jogo construído especificamente para os propósitos desta pesquisa e denominado "dominó do ciclo celular". O experimento foi conduzido em oficinas de jogos oferecidas a alunos de primeiro e terceiro anos de ensino médio. Os dados coletados foram transformados em narrativas que possibilitaram inferir as estruturas do pensamento dos alunos que se ajustavam aos dados empíricos. Os resultados obtidos sugerem que a compreensão do modelo científico sobre célula, e talvez de outros conceitos referentes a objetos que não possuem atributos observáveis diretamente, depende diretamente da produção de inferências pelos procedimentos de indução, abdução e dialética. Estes procedimentos permitem aos alunos agir cognitivamente sobre objetos que não poderiam atuar diretamente. Constatou-se também que os modelos mentais dos alunos sobre célula se transformam em função do nível de operações mentais empregadas, e assim os modelos mentais podem ser bons indicadores para a avaliação da aprendizagem do modelo científico e do desenvolvimento das operações mentais. Os resultados indicam também a importância da integração entre a ação e a linguagem na compreensão de conceitos dessa natureza. A linguagem esteve presente tanto no diálogo, essencial para acessar as operações mentais, como na criação das metáforas que constituem os modelos mentais e científicos. Esta pesquisa propõe que a integração e evolução das operações mentais por meio das inferências, associadas à linguagem metafórica, possibilitem a construção da noção de um tipo de objeto permanente pertinente ao estádio das operações formais: a noção do objeto "invisível".

This research evaluated the relationship between the comprehension of cell's scientific models by secondary level school students and the changes on their mental models and skills. It was based on Piaget's theoretical frameworks, Genetic Epistemology, and it deals with an experimental qualitative study. Data was obtained by a procedure based on clinic method and on the principles of problem solving. A game, specifically constructed for the purposes of this investigation and named "Domino of cellular cycle" was used to conduct the experiment. First and third class students of secondary level school played this game and the dialogues, occurred at each match, were recorded and transcripted in the style of narratives. Afterwards, the narrative allowed us to infer the students thought structures suitable to the empirical data. The results of the research draw to the conclusions that the comprehension of cell's scientific models, and maybe of other concepts relative to objects that do not present observable characters depend on the use of inferences. These were created by procedures of induction, abduction and dialectic, therefore these allow the contact with this type of object because the students could not act directly upon them. We also verify that students' mental models change accordingly to their level's skills. In this way, mental models can be good indicators to evaluate the concept learned and the skills developed. The results also draw to the important role of inference to connect action and language in the process of this type of concept comprehension. Language, in this way, was essential to access mental skills and to create the metaphors, and also constitute mental and scientific models. We propose that the use of inferences associated to the creation of metaphors allow the construction of a type of knowledge related to the formal operatory stage, a type of "permanent object notion": the "invisible" object notion.