| Geleitwort | 5 |
| Danksagung | 9 |
| Abstract | 10 |
| Zusammenfassung | 12 |
| Inhaltsverzeichnis | 14 |
| Einleitung und Problemaufriss | 19 |
| Zielsetzung und Vorgehen | 24 |
| 1 Empirische und theoretische Grundlagen | 26 |
| 1.1 Die Rolle von Repräsentationen in kognitiven Lernprozessen | 26 |
| 1.1.1 Repräsentationen, Repräsentationsformen und Repräsentationskompetenz | 26 |
| 1.1.2 Gedächtnispsychologische Grundlagen | 31 |
| 1. 1.3 Modelle der kognitiven Verarbeitung von Texten, Bildern und Sprache | 38 |
| 1.1.4 Lernen mit multiplen Repräsentationen | 46 |
| 1.2 Di e Rolle von Konzeptwechseln in Lehr-Lernprozessen | 60 |
| 1.2.1 Vorwissen, Schülervorstellungen und Konzeptwechsel | 60 |
| 1.2.2 Kognitionspsychologische Theorien zum Konzeptwechsel | 62 |
| 1.3 Interaktionen:Lernen aus Experimenten unter der Perspektive des Umgangsmit multiplen Repräsentationen zur Förderung des konzeptuellenVerständnisses | 74 |
| 1.3.1 Empirische Befunde: Multiple Repräsentationen und Konzeptwechsel | 74 |
| 1.3.2 Fazit und weiterer Forschungsbedarf | 81 |
| 1.3.3 Kognitive Aktivierung | 82 |
| 1.3.4 Lernen aus Experimenten | 90 |
| 1.4 Integrierte Betrachtung:Physiklernen mit multiplen Repräsentationen aus Experimentenzur Förderung des konzeptuellen Verständnisses | 98 |
| 2 Empirische Untersuchungen | 102 |
| 2.1 Theoretische Vorüberlegungen zum Lerngegenstand | 102 |
| 2.1.1 Gründe für die Wahl des Lerngegenstands | 102 |
| 2.1.2 Schülervorstellungen im Kontext der Bildentstehung bei der Sammellinse | 107 |
| 2.2 Pilotstudie | 117 |
| 2.2.1 Zielsetzung der Pilotstudie | 117 |
| 2.2.2 Fragestellung und Hypothesen | 118 |
| 2.2.3 Stichprobe und Design | 118 |
| 2.2.4 Durchführung und Unterrichtsmaterial | 119 |
| 2.2.5 Variablen und Erhebungsinstrumente | 121 |
| 2.2.6 Auswertung und Ergebnisse | 126 |
| 2.2.7 Diskussion der Pilotstudie und Konsequenzen für die Hauptstudie | 136 |
| 2.3 Hauptstudie | 139 |
| 2.3.1 Forschungsfragen und Hypothesen | 139 |
| 2.3.2 Stichprobe und Design | 142 |
| 2.3.3 Operationalisierung des Treatments | 145 |
| 2.3.4 Variablen und Erhebungsinstrumente | 170 |
| 2.3.5 Ergebnisse zur Messung der abhängigen Variablen | 181 |
| 2.3.6 Ergebnisse zu den Kovariaten | 216 |
| 2.3.7 Einflussfaktoren bei der Anwendung des Lehrmaterials | 224 |
| 2.3.8 Einblick in die Lernprozesse beim Umgang mit Repräsentationen | 233 |
| 2.3.9 Ergebnisse zu den untersuchten Hypothesen | 240 |
| 3 Gesamtdiskussion | 320 |
| 3.1 Integration der Befunde und Kritik am Vorgehen | 320 |
| 3.2 Ausblick | 322 |
| 3.3 Handlungsempfehlungen für die Gestaltung von Lernumgebungen | 325 |
| Abkürzungen | 329 |
| Tabellenverzeichnis | 333 |
| Abbildungsverzeichnis | 337 |
| Literaturverzeichnis | 342 |
| Verzeichnisse für den Anhang | 354 |
