Neste trabalho apresentamos algumas ideias relacionadas ao uso do padrão de argumento de Toulmin (TAP) em pesquisas sobre ensino de ciências. Apoiamo-nos em trabalhos da área que mencionam a possível inadequação desse referencial quando utilizado para analisar as interações ocorridas em sala de aula. Entendemos que a sua utilização em nossas pesquisas pode ser mais bem aproveitada quando inserimos elementos diretamente associados ao ensino de ciências. Neste artigo, propomos uma análise com foco tanto nas respostas dos alunos quanto nas ações do professor para fomentar as discussões ocorridas em sala de aula. Além do TAP, em nossa pesquisa usamos categorias propostas para estudo das interações discursivas ocorridas em aulas de ciências: para a análise das falas dos alunos, utilizamos os indicadores de alfabetização científica, e para o exame das ações do professor, propomos novas categorias que se relacionam diretamente com a promoção da investigação e da argumentação em sala de aula. Com base nos resultados obtidos, concluímos que o estabelecimento de correlação entre fatos e ideias (não considerado pelo TAP) é uma etapa essencial para a construção do argumento em aulas de ciências.