O ensino das alterações cromossômicas numéricas no Ensino Médio pode representar um desafio, especialmente em razão da natureza abstrata do conteúdo e da dificuldade dos estudantes em compreender estruturas microscópicas e os processos complexos envolvidos na Genética. Diante desse cenário, este trabalho tem como objetivo apresentar um relato de experiência sobre a aplicação de uma sequência didática (SD) que utilizou modelos didáticos do cariótipo humano, com base em uma abordagem investigativa. A SD foi desenvolvida com turmas do 3º ano do Ensino Médio e aplicada em etapas. Inicialmente, realizou-se uma sondagem diagnóstica e um resgate dos conhecimentos prévios por meio da formação de equipes e da utilização de um esquema interativo sobre a meiose, enfatizando os processos com e sem erros de não-disjunção. Em seguida, os estudantes participaram da montagem e manipulação de cromossomos confeccionados em EVA, o que possibilitou a simulação de cariótipos humanos padrão e com alterações numéricas, com foco nas aneuploidias, como as síndromes de Down, Turner e Klinefelter. A coleta de dados foi realizada por meio da análise das respostas de atividades aplicadas, baseadas em perguntas semiestruturadas. As informações obtidas foram analisadas à luz da Análise de conteúdo de Bardin. Os resultados evidenciaram que a proposta potencializou o interesse e a participação ativa dos estudantes, favorecendo a aprendizagem por meio da interação social e contribuindo para a compreensão de conceitos abstratos relacionados às alterações cromossômicas. A abordagem também evidenciou a importância de um levantamento prévio dos conhecimentos dos estudantes antes da implementação de qualquer estratégia pedagógica, a fim de mitigar possíveis lacunas no processo de ensino-aprendizagem. A utilização dos modelos didáticos como recurso lúdico mostrou-se eficaz na promoção de uma aprendizagem contextualizada, tornando os estudantes protagonistas de sua própria construção do conhecimento.