Esta tese apresenta uma pesquisa descritiva realizada com alunos do Ensino Fundamental da quinta série, atual sexto ano. Sabemos como professora da disciplina de Ciências e Biologia, das dificuldades dos alunos em compreenderem conceitos muito abstratos relacionados a esta área de conhecimento. Dentre esses conceitos, a fotossíntese e respiração vegetal chamou-nos particular atenção pelo fato de ser um conteúdo ministrado desde as Séries Iniciais, conforme consta na proposta curricular dos documentos oficiais de ensino, e que se prolonga até o Ensino Médio. Apesar de serem conteúdos ministrados durante muitos anos de escolaridade, os alunos ao chegarem no Ensino Médio apresentam incompreensões que comprometem o entendimento de outros conteúdos relacionados à fotossíntese, como por exemplo, a cadeia alimentar, bem como o fluxo de energia no ecossistema, os quais são conhecimentos fundamentais para a compreensão das relações que se estabelecem entre seres bióticos e fatores abióticos para a manutenção da vida no planeta. Sendo assim, saber quais significados os estudantes desenvolvem para os conteúdos de ensino e aprendizagem que fazem parte deste conteúdo tornou-se para nós uma questão de considerável interesse particular para uma investigação e motivou-nos a desenvolver esta pesquisa. Buscamos a base para o entendimento dessas questões em teorias provenientes da Psicologia Cognitiva, com base na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, devido a esse autor tratar com profundidade questões referentes às relações que se estabelecem nas situações de ensino e aprendizagem em sala de aula quanto à elaboração de significados pelos alunos. Diversos autores que pesquisam concepções prévias de alunos a respeito da fotossíntese enfatizam que essa incompreensão do conteúdo se deve, entre outros fatores, à metodologia puramente expositiva que não proporciona a reflexão do aluno. Neste estudo, desenvolvemos com os alunos atividades investigativas mediadas por multimodos de representação, e assim tivemos por objetivo investigar os significados que os alunos vão construindo enquanto desenvolvem as atividades de investigação mediadas por multimodos de representação, além de verificar as conexões que os estudantes desenvolvem entre os modos representacionais utilizados com as atividades multimodais. Sabemos que não há um consenso na literatura quanto à abordagem das atividades investigativas. Neste estudo, utilizamos a abordagem do NRC (apud BYBEE, 2006) e as representações multimodos para favorecer aos alunos a conexão das evidências aos conhecimentos científicos. Por meio da análise dos dados obtidos, foi possível verificar que muitos dos significados que os alunos elaboram durante as atividades de ensino, provêm da interpretação equivocada dos diferentes modos de representação utilizados e que os significados discordantes do conhecimento científico elaborados pelos alunos ocorrem devido à incompreensão dos conceitos implicados nos processos de fotossíntese e respiração.Além disso, este pesquisa foi possível organizar os significados produzidos pelos alunos de acordo com as formas de aprendizagem significativa em sobreordenados, subordinados e combinatórios, tanto para as atividades investigativas como para as avaliativas.