Partindo do princípio de que a prática de atividade física nas aulas de Educação Física (EF) desvinculada da aprendizagem de conceitos e referenciais teóricos não é suficiente para preparar os estudantes para tomarem decisões responsáveis sobre questões referentes às práticas corporais, assumimos como necessária a produção de conhecimento sobre como ensinar conceitos nas aulas da disciplina. Dentre os conceitos cuja aprendizagem consideramos importantes destacamos aqueles referentes à Fisiologia do Exercício. Considerando que o objeto de estudo da EF agrega as dimensões conceitual, atitudinal e procedimental e que a integração do pensamento, do sentimento e da ação favorecem sua aprendizagem com significado, o objetivo desse estudo foi compreender o processo de aprendizagem significativa dos conceitos das respostas agudas e crônicas do sistema cardiovascular ao exercício físico em aulas de EF do ensino médio. A pesquisa do tipo intervenção pedagógica com abordagem qualitativa, desenvolvida em um Centro de Educação Tecnológica e Profissionalizante, localizado na cidade do Rio de Janeiro, assumiu como referencial epistemológico o Construtivismo Humano e, como principal referencial teórico, a Teoria da Aprendizagem Significativa Um plano de ensino cujo tema central eram as respostas do sistema cardiovascular ao exercício físico, considerando sua relação com a Saúde e com a Aptidão Física, foi desenvolvido em turmas regulares dos anos letivos de 2016 e 2017. Foram obtidos registros variados por meio da gravação em áudio das aulas, anotações em diário de campo e atividades escritas dos alunos. Os dados construídos foram analisados e discutidos considerando o aluno, o conteúdo, o professor, o contexto, e a avaliação. Em ambas as intervenções, foi possível identificar evolução no conhecimento dos alunos em alguns dos conceitos ensinados, embora para níveis abaixo do desejado. Acreditamos que a aprendizagem dos alunos, sobretudo com respeito ao seu caráter progressivo, tenha sido negativamente influenciada pelo contexto organizacional da unidade de ensino, caracterizado por greves, pequeno número de aulas, diminuição do ano letivo e composição inadequada de turmas. Por outro lado, o professor, comprometido com a facilitação da aprendizagem significativa, parece ter interferido positivamente no processo. Os alunos demonstraram motivação para aprender os conceitos, mas ainda valorizavam muito o conteúdo prático das aulas. Parte deles apresentou resistência e estranhamento à execução de tarefas teóricas e à avaliação escrita.Assuming that physical activity practice in Physical Education (PE) classes unrelated to the learning of theoretical concepts and referential is not enough to prepare students to make responsible decisions about issues related to corporal practices, we assumed as necessary the production of knowledge about how to teach concepts in the subject classes. Among the concepts whose learning we consider essential we highlight those referring to the exercise physiology. Considering that the object of study in PE integrates conceptual, attitudinal and procedural dimensions and the integration of thought, feeling and action to foster meaningful learning, the purpose of this study was to understand the meaningful learning process of the acute and chronic responses from the cardiovascular system to physical exercise in high school PE classes. The pedagogical intervention research with a qualitative approach was developed in a center of technological and professionalizing Education, in Rio de Janeiro city. We assumed the Human Constructivism as epistemological framework and Meaningful Learning Theory as the main theoretical framework. A teaching plan whose central theme was the responses of the cardiovascular system to physical exercise, considering its relationship with Health and Physical Fitness, was developed in regular classes of the academic years of 2016 and 2017. Varied records were obtained through audio recordings of classes, field notes, and written activities of the students. The data were analyzed and discussed considering the student, content, teacher, context, and evaluation. In both interventions, it was possible to identify evolution in students' knowledge in some of the concepts taught, although below the desired. We believe that student learning, especially in its progressive nature, has been negatively influenced by the school organizational context that was characterized by strikes, a small number of classes, a decrease in the school year, and an inadequate composition of classes. On the other hand, the teacher who was committed to foster meaningful learning seems to have positively influenced the learning process. The students demonstrated motivation to conceptual learning, but still valued much the practical content of classes. Part of them presented resistance and strangeness to do theoretical tasks and written evaluation.