O objetivo deste trabalho é explorar a relação entre o modelo de causalidade, desenvolvido pelo estudante, das variáveis envolvidas em uma investigação e o seu desempenho experimental durante a atividade. Participaram da pesquisa 92 alunos do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola pública federal. Os alunos foram indagados sobre a causalidade das variáveis antes e após a realização de uma atividade investigativa por meio de uma simulação computacional. Os resultados sugerem que os participantes que apresentaram um modelo mais adequado de causalidade entre as variáveis envolvidas tenderam a apresentar estratégias mais adequadas de experimentação, resultando em um melhor desempenho experimental e escores superiores no pós-teste.