Resumo. Esta pesquisa investigou as potencialidades e as delimitações acerca do uso de Mapas Conceituais (MC) como ferramentas metacognitivas para o ensino e a aprendizagem da História da Química. Para tanto, elaborou-se uma proposta para o desenvolvimento de MC de forma colaborativa sobre temas previamente determinados da História da Química, com intuito de comparar os MC quando elaborados manualmente (modo analógico) e quando construído com auxílio do software CmapTools® (modo digital). Com base no desenho da proposta utilizada nesse estudo, formulou-se um modelo específico para o uso de MC em sala de aula de modo colaborativo. Empregou-se uma metodologia de natureza quali-quantitativa, que foi fundamental para validar as diferentes fases do processo de pesquisa, como coleta, análise e apresentação de dados. Os achados à luz da metacognição apontam que há nuances entre a construção de MC analógicos e MC digitais, as quais podem modificar a estrutura do conhecimento conceitual dos indivíduos.