Este artículo presenta los principales hallazgos de una investigación que tiene por objeto de estudio el desarrollo de habilidades cognitivas en la asignatura de Ciencias Naturales en estudiantes con alta vulnerabilidad socio - económica, a través del proyecto de transformación social y educativa “Enlazando mundos”. La metodología utilizada fue la comunicativa (Gómez y otros, 2006), con un diseño cualitativo, lo cual permite reconocer que la realidad es una construcción mediada por la intersubjetividad. El estudio contempló la construcción de cuatro estudios de caso y, para la recolección de la información, se utilizaron las técnicas de entrevista comunicativa y el grupo de discusión comunicativo. Luego, el análisis se realizó en base a dos dimensiones, la dimensión transformadora y la exclusora. Entre los principales resultados, se encontró un conjunto de habilidades científicas de Orden superior, asociadas al pensamiento científico, las cuales dan cuenta de la presencia de dimensiones transformadoras en todos los estudiantes.PALABRAS CLAVE: Modelo pedagógico Enlazando Mundos, Aprendizaje dialógico, Habilidades de pensamiento superior