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Esse trabalho tem como objetivo buscar identificar a relação entre as concepções epistemológicas dos estudantes e o seu desempenho em uma atividade investigativa, realizada em duplas, por meio de uma simulação computacional. O desempenho dos estudantes foi avaliado segundo um conjunto de fatores: o total de experimentos realizados, a exploração do campo experimental, a percentagem de variáveis independentes pesquisadas; e a quantidade e/ou percentagem de testes válidos e conclusivos realizados. Participaram desta pesquisa quantitativa 184 alunos do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola pública federal de Belo Horizonte. Os resultados sugerem que, no geral, alunos que apresentam crenças epistemológicas mais sofisticadas sobre a natureza da ciência tendem a apresentar estratégias mais adequadas de controle de variáveis e de experimentação. Com base nos resultados obtidos, são discutidas as implicações educacionais e propostas novas possibilidades de pesquisa na área.