Considerando a relevância de se promover um Ensino de Ciências autêntico, enfatizamos, neste trabalho, duas práticas epistêmicas que podem contribuir para este: a argumentação e a modelagem. Tais práticas e alguns dos principais elementos envolvidos nelas são caracterizados teoricamente. Essa caracterização sustenta a reanálise de um conjunto de dados empíricos a partir da qual propomos relacionamentos entre ações envolvidas em várias etapas da modelagem e habilidades argumentativas utilizadas na realização destas. Tais relacionamentos são inéditos na literatura e, ao mesmo tempo em que reafirmam a indissociabilidade entre as práticas epistêmicas científicas de argumentar e modelar, abrem novas frentes de investigação.