Esta pesquisa apresenta um estudo de caso em uma turma de 8.º ano do Ensino Fundamental. O objetivo geral foi investigar a contribuição de uma sequência didática por investigação com enfoque no ensino de Astronomia. Os objetivos específicos visam: utilizar e analisar a contribuição por investigação no ensino de Astronomia; investigar por meio do estudo de caso os problemas apresentados pela turma escolhida e suas possíveis soluções; e desenvolver a unidade temática Terra e Universo do 8.º ano, embasadas nas habilidades sugeridas pela Base Nacional Comum Curricular (BNCC) dentro das perspectivas de Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA) no ensino de ciências de forma contextualizada para promover a alfabetização científica. Para a realização desta pesquisa foi utilizada a metodologia de estudo de caso, numa abordagem qualitativa, escolhida com base no perfil da turma, pouco participativa, pouco engajada, apática e pouco sociável entre si, para avaliar se o ensino por investigação poderia contribuir para estimular os alunos em busca do conhecimento. O resultado foi positivo, mostra que o ensino por investigação pode ser uma ferramenta que incentiva os estudantes a serem mais ativos em sala de aula. A sequência didática também colaborou com a alfabetização científica dos alunos, que investigaram, argumentaram, levantaram e testaram hipóteses, enriqueceram seu vocabulário científico, e expandiram seus conhecimentos em Astronomia. Quanto ao perfil da turma, notaram-se mudanças positivas, pois os estudantes colaboraram entre si, socializaram ideias e compartilharam conhecimentos. Portanto, constatou-se que o ensino por investigação pode colaborar com a socialização e despertar o interesse de estudantes indiferentes quanto ao seu próprio aprendizado.