As temáticas de Física Moderna são de grande importância para a formação cidadã dos estudantes, entre elas está a Teoria da Relatividade Especial (TRE). Entretanto, essa teoria não é usualmente abordada na Educação Básica, devido à grande dificuldade no ensino de Relatividade. Para a compreensão da TRE, a construção de representações mentais, tanto proposicionais quanto analógicas, é necessária, caracterizando uma codificação dual de informações. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta e discute parte dos resultados obtidos através de uma pesquisa de mestrado realizada com o intuito de analisar o processo de aprendizagem da TRE e a construção dessas representações mentais por alunos do Ensino Médio. Para isso, atividades foram realizadas com 82 estudantes de uma escola pública durante as aulas de Física, onde os estes interagiram com vídeos, gifs, animações e simulações computacionais ilustrando os efeitos relativísticos. Foram aplicados questionários de pré e pós-teste e 14 alunos foram selecionados para entrevistas individuais. As entrevistas foram realizadas através do protocolo Report Aloud, onde o estudante relata quais foram seus processos cognitivos durante a realização das atividades. As entrevistas foram gravadas em vídeo e transcritas para posterior análise textual e Análise Gestual Descritiva, a fim de extrair as representações proposicionais e analógicas construídas. Apresenta-se os resultados de alguns estudantes exemplares onde percebe-se a presença das duas formas de representação no processo de compreensão da TRE. Destaca-se uma conexão entre as representações proposicionais e a compreensão da dilatação temporal, assim como uma conexão entre as representações analógicas e a compreensão da contração espacial. Os resultados vão ao encontro do que é proposto pela Teoria da Codificação Dual, visto que os estudantes necessitaram do desenvolvimento de representações mentais através dos dois sistemas de codificação de informação para que possam compreender a teoria.