O presente trabalho tem por objetivo investigar a evolução conceitual dos estudantes submetidos a uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS), para ensinar conceitos da Teoria da Relatividade Especial (TRE) utilizando simulações especificas. Escolheu-se a área da Relatividade, pois na revisão da literatura em periódicos nacionais e internacionais foram encontrados apenas dez trabalhos que investigam os mecanismos envolvidos no processo de construção de conhecimentos em condições reais de sala de aula. A UEPS proposta por considerar, dentre outros motivos, os subsunçores presentes na estrutura cognitiva do indivíduo, fundamenta-se na Teoria da Aprendizagem Significativa. Desta forma, foram aplicadas, ao longo da implementação da proposta didática, dez questões referentes a TRE para identificar os conhecimentos prévios dos alunos. Tais resultados foram utilizados para construir a proposta e balizar o processo de ensino-aprendizagem. A UEPS foi implementada em turmas do último ano do ensino médio de duas escolas públicas da cidade de Capitão Leônidas Marques-PR. Como metodologia de pesquisa, utilizou-se a pesquisa qualitativa, que foi realizada a partir dos procedimentos de análise do conteúdo e delas obtida uma diversidade de categorias. Na parte inicial da pesquisa, identificou-se que a maioria dos alunos possuem conhecimentos prévios sobre relatividade, no entanto, essas concepções apresentam erros epistemológicos e visões deformadas da ciência. Depois da implementação da UEPS, a maioria dos alunos mostrou indícios de Aprendizagem Significativa de conceitos da TRE.