Con este estudio se pretendió caracterizar y evaluar la competencia argumentativa en ciencias naturales y su relación con el desarrollo de las competencias científicas propuestas por PISA. La estrategia metodológica para la enseñanza de la argumentación se realizo a partir del Modelo Argumentativo de Toulmin, utilizando el software DIGALO como herramienta pedagógica para la interacción dialógica de los estudiantes. Se utilizaron métodos cuantitativos para el análisis de los datos y se llegó a la conclusión que la enseñanza explicita de los procesos estructurados de argumentación mejoran el desempeño en las competencias científicas de los estudiantes.