A citologia é o ramo da Biologia que estuda a célula do ponto de vista estrutural e funcional. É o objeto de estudo da Biologia o fenômeno da vida em toda a sua diversidade de manifestações e, o seu aprendizado permite a compreensão dos limites dos diferentes sistemas explicativos e a entendimento que a ciência não tem respostas definitivas. Assim, os conteúdos de Biologia devem propiciar condições para que o educando compreenda a vida como manifestações de sistemas organizados e integrados, em constante interação com o ambiente físico-químico. Dessa forma, acredita-se que a citologia é fundamental para o entendimento dos seres vivos, as suas funções e complexidade. Sendo de extrema importância uma aprendizagem significativa, pois a citologia é um conteúdo de antecedência e pré-requisito para o entendimento de outros conteúdos dentro da disciplina Biologia, o que proporcionará ao aluno a continuação do saber de maneira integrada e não fragmentada. Porém, para a aprendizagem significativa ocorrer é necessário investigar quais são as dificuldades de ensino-aprendizagem do conteúdo de citologia. Foi realizada uma pesquisa exploratória de caráter quali-quantitativo, com aplicação de questionários para a coleta de dados, partindo da análise estatística e interpretativa, em uma turma da 1° série do Ensino Médio da Escola Estadual de Ensino Médio Oswaldo Pessoas, na cidade de João Pessoa, Paraíba, contendo 40 alunos e um docente no período de setembro a novembro de 2015. Como um modelo didático em 3D é atrelado como recurso didático, que poderá facilitar o processo de ensino-aprendizagem, foi realizada uma oficina de montagem de modelo de célula em 3D com materiais de fácil manipulação e acessibilidade. Após avaliação, os resultados apontam que a dificuldade em entender os nomes e conceitos utilizados pelo docente, a falta de planejamento para realizar aulas práticas em laboratório sobre o conteúdo de citologia, bem como a falta de interesse dos discentes em estudar continuamente o conteúdo ocasiona dificuldades na aprendizagem significativa dos discentes.