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A medição é uma das operações empíricas básicas da Ciência. Em decorrência disso, as nuances dos processos de coleta e análise de dados foram objetos de estudo de grandes cientistas durante a história. A despeito da importância da medição na Ciência, debates sobre o tema costumam ser pouco frequentes na Educação Básica, e, no Ensino Superior, podem acabar reduzidos a cálculos de procedimentos estatísticos carentes de significado. Neste artigo, com o objetivo de apresentar uma alternativa para se agregar sentido e significado aos procedimentos envolvidos na medição científica, apresentamos reflexões sobre como elementos centrais do delineamento experimental e da coleta e análise de dados podem ser compreendidos a partir do enfoque no processo de modelagem científica. Pautados pela Modelagem Didático-Científica, expomos considerações sobre o papel dos modelos científicos na produção e interpretação de dados experimentais, destacando as diferenças entre observações, medições e experimentos, assim como exploramos a modelagem científica como um meio para a compreensão de incertezas de medições. Por fim, fundamentados nas reflexões apresentadas, propomos duas atividades para o Ensino Médio, uma voltada para situações relacionadas com a dispersão de dados experimentais e o significado de médias de conjuntos de dados, e outra para situações sobre a imprecisão de instrumentos de medida.