A agricultura familiar está ligada à produção de alimentos que hoje abastecem boa parte dos brasileiros. A produção de alimentos por essas famílias agrícolas pode ou não conter o uso de agrotóxicos, que estão ligados a vários problemas de saúde - tanto para quem produz o alimento quanto para quem o consome - e ambientais. Por isso, o objetivo desta pesquisa caracterizou-se por investigar limites e potencialidades da aplicação de uma sequência didática (SD) na perspectiva de elementos da educação CTS, que tem como tema norteador a agricultura familiar no ensino de Biologia. A sequência didática foi aplicada em uma turma de primeiro ano do ensino médio, no município de Balneário Camboriú. A pesquisa caracteriza-se como descritiva e utilizou, para coleta de dados, questionário, relatos produzidos pelo grupo nos encontros, caderno de campo e memorial individual. Emancipação, autonomia e liberdade são pressupostos para uma cidadania ativa e crítica, que possibilita o desenvolvimento humano pleno e a apropriação crítica do conhecimento e da cultura de acordo com a proposta curricular de Santa Catarina, de 2014, referencial teórico importante na escolha conceitual desta SD. Como resultado, apontam-se alguns limites e potencialidades percebidos na análise da SD. Como limites, têm-se: tempo/contraturno, recursos financeiros, diálogo entre componentes curriculares; e como potencialidades, apresenta-se discussão dos elementos CTS, professor pesquisador na prática docente, integralização dos componentes curriculares, postura crítica e investigativa do estudante, aprendizagem significativa, ruptura com a fragmentação dos conteúdos, vivências nas saídas de campo, aproximação professor/estudantes, contribuições para alfabetização científica e tecnológica e práticas nas tecnologias de informação e comunicação.