Este trabalho teve como objetivo investigar quais implicações para a aprendizagem sobre eletrostática, na temática sobre raios, podem ser obtidas com o uso do método estudo de caso, na forma de sequência didática em três passos: 1) leitura e discussão de um caso baseado em fatos reais, sobre tempestades e raios; 2) exposição oral sobre eletrização, corrente elétrica e diferença de potencial na formação dos raios, com avaliação, por meio de um jogo via aplicativo Plickers; 3) retomada à problemática do caso, para solução final proposta pelos alunos. As respostas iniciais e finais foram analisadas com vistas à evolução do conhecimento. A análise das respostas evidenciou que todos os grupos responderam com base no conhecimento empírico. Na retomada do caso, após abordagem dos conceitos físicos, os alunos mudaram a concepção a respeito do caso e passaram a analisá-lo cientificamente. Dessa forma, foi possível verificar que a sequência didática embasada no método de estudo de caso contribuiu para a aprendizagem de conceitos científicos, colaborando para uma aprendizagem mais significativa dos conceitos de eletroestática, de uma forma mais dinâmica em sala de aula. Acredita-se que a eficácia e o sucesso do método possam colaborar para tornar as aulas de física mais motivadas e atraentes.