A modelagem tridimensional é uma metodologia ativa que favorece a aprendizagem significativa em Biologia, especialmente em temas complexos como o sistema respiratório. Este estudo avaliou sua eficácia no ensino para turmas do 1º ano do Ensino Médio Integral em uma escola pública de Amarante do Maranhão – MA, com 120 alunos. A pesquisa, de abordagem qualitativa, utilizou questionários pré e pós-atividade, observações diretas e registros dos alunos. Modelos foram construídos com materiais recicláveis, promovendo um aprendizado concreto e interativo. Os resultados mostraram melhora na compreensão anatômica e fisiológica, além de maior engajamento, criatividade e trabalho em equipe. A modelagem tridimensional também beneficiou alunos com menor interesse por métodos tradicionais. Concluímos que essa abordagem didática promove aprendizado ativo e autonomia, tornando a Biologia mais acessível e dinâmica.