O Ensino de Biologia possibilita múltiplas abordagens metodológicas, a partir de sua amplitude de conteúdos. A possibilidade de visualização dos temas tratados em sala de aula, torna o desenvolvimento de práticas, um recurso diferencial, que pode estimular o interesse dos alunos. O Estudo de caso, embora geralmente associado às pesquisas científicas, constitui uma abordagem que também pode ser utilizada em âmbito escolar. Dessa forma, pode possibilitar o contato de alunos, de diferentes idades, com o método e experimentação científica. A partir disso, o objetivo da presente pesquisa foi apresentar em sala de aula, como metodologia de estudo para o conteúdo de Fisiologia humana, especificamente relacionado à temática de Sistema Nervoso, estudos de caso, elaborados a partir de quadros clínicos apresentados em estudos científicos. Os estudos de caso foram aplicados em duas turmas do terceiro ano do Ensino Médio, em duas aulas de Biologia, de uma escola, da rede particular de Ensino da região metropolitana da cidade de Curitiba/PR. Os alunos foram organizados em equipes, nas quais foi possível observar a interação e discussão, acerca dos estudos de caso e conteúdos referentes à temática das aulas. Os roteiros de estudos envolviam questionamentos sobre conteúdo, interpretação de dados e definição de uma proposta de intervenção para a solução dos casos apresentados. Diante das práticas, e dos resultados obtidos a partir da análise dos roteiros dos estudos de caso, foi possível definir as impressões dos alunos, acerca das aulas e da influência da abordagem na exposição e posterior assimilação dos conteúdos. Assim, o retorno positivo obtido, demonstrou que o Estudo de caso pode ser utilizado como ferramenta de aplicação prática, contribuindo para o ensino-aprendizagem de alunos, em aulas de Biologia, propiciando a construção de perspectivas individuais, como resultado da integração coletiva dos alunos, de forma ativa e participativa.