Esta pesquisa-intervenção teve como objetivo refletir sobre algumas questões metodológicas de ensino de Física a partir da utilização de um Estudos de Caso sócio-científicos como estratégia didática a fim de estimular o diálogo, promover a participação ativa, proporcionar evolução dos conhecimentos de Física e problematizar as vivências dos alunos do PROEJA do IFF campus Campos-Guarus. Para isto, foi elaborado um Estudo de Caso sócio-científico, e implementado em uma turma do curso técnico em Meio Ambiente. O Estudo de Caso foi desenvolvido na perspectiva do ensino por investigação, tomando como referenciais as categorias dialogicidade e problematização de Paulo Freire. A Análise de Conteúdo das respostas dadas pelos alunos ao Caso, realizada de acordo com a categoria de significação conceitual de Vigotski nos permitiu verificar que esta atividade contribuiu para a apropriação dos conceitos científicos pelos estudantes. As situações de diálogo e desenvolvimento da consciência crítica dos alunos do PROEJA foi estimulada a partir das discussões realizadas em sala de aula e dos posicionamentos assumidos por estes estudantes durante ou após as aulas de resolução do Caso.