Este trabalho envolve o planejamento, execução e avaliação de visitas guiadas ao Museu Nacional da Universidade Federal do Rio de Janeiro, por parte de alunos da rede pública do município do Rio de Janeiro. O referencial teórico considera o Modelo de John Falk, com seus aspectos pessoal, físico e sociocultural como facilitadores da aprendizagem em museus. O principal objetivo consistiu em analisar as visitas dos estudantes ao museu quanto à aprendizagem, motivação e ganhos afetivos. Procurou-se, também, estabelecer o Museu Nacional como um espaço para a elaboração de aulas não formais de química. Questionários foram aplicados antes, durante e depois das visitas. Os resultados obtidos permitiram concluir que o procedimento e a dinâmica desenvolvidos proporcionaram ganhos afetivos e cognitivos aos alunos visitantes, e que o contexto físico do Museu Nacional favorece a elaboração de aulas não formais de química, sobretudo para os alunos de nível Médio.