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In dieser Studie wurde das prozessbezogene Kompetenzkonstrukt "Naturwissenschaftliche Untersuchungen" - Fragestellung, Hypothese, Untersuchungsdesign und Datenauswertung - des ESNaS-Modells ("Evaluation der Standards in den Naturwissenschaften für die Sekundarstufe I") um methodenspezifische Kompetenzkonstrukte (Beobachten, Vergleichen und Experimentieren) erweitert. Das zweidimensionale Facettendesign erlaubt die Beantwortung der Frage, ob wissenschaftsmethodische Kompetenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung vorrangig methodenspezifisch oder prozessbezogen zu interpretieren sind. Zur Prüfung der Dimensionalität wurden die Daten von 986 Lernenden der 10. Jahrgangsstufe, die einen Test mit 132 Aufgaben im Multi-Matrix-Design bearbeitet haben, herangezogen und mit probabilistischen und klassischen Verfahren ausgewertet. Nun liegt ein Kompetenzstrukturmodell für das Unterrichtsfach Biologie vor, das über das Experimentieren hinaus, welches bisher vorrangig modelliert wurde, auch die Operationalisierung weiterer Erkenntnismethoden ermöglicht. Die Datenauswertung belegt, dass trotz Ausdifferenzierung des eindimensionalen Modells "Naturwissenschaftliche Untersuchungen" in weitere methodenbezogenen bzw. prozessbezogene Subdimensionen keine signifikante Abnahme der Modellgüte zu verzeichnen ist. Zudem zeigt sich, dass Schüler der Sekundarstufe I Schwierigkeiten haben, Hypothesen zu formulieren. Das hypothesengeleitete Beobachten von biologischen Systemen stellt eine besondere Herausforderung dar. Die Ergebnisse legen insgesamt schulpraktische Konsequenzen nahe. (DIPF/Projektträger)