Ziel des hier beantragten Projektes ist es, im Rahmen einer Instruktionsstudie den Einfluss von Concept-Maps und kontextbezogenen Aufgaben auf die Lernleistung und das Interesse in den Fächern Biologie und Chemie zu untersuchen. Von den Lernenden selbst generierte Concept-Maps werden als Strukturierungshilfe beim Erwerb basaler fachlicher Zusammenhänge eingesetzt. Kontextbezogene Aufgaben dienen der Förderung der Wissensanwendung und Flexibilisierung. Die Wirksamkeit von Concept-Maps und kontextbezogenen Aufgaben wird mit Hilfe fachspezifischer Leistungstests und Schülerfragebögen geprüft. Die Veränderung der Lernprozesse wird studienbegleitend durch Videobeobachtung kontrolliert. Im Ergebnis des Projektes wird die Aufklärung der Bedeutung der Fachstruktur, repräsentiert durch Concept-Maps, im Vergleich zur Bedeutung der Anwendungskontexte in Form kontextbezogener Aufgaben für die Strukturierung kumulativer Lernprozesse im naturwissenschaftlichen Unterricht erwartet.

Die Lernwirksamkeit der Anwendung von Kontextbezügen und/oder Concept Maps wird durch Prä-, Post- und Follow-up-Tests ermittelt. Die Schüler haben bei der Prä-Erhebung einen Kognitiven-Fähigkeiten-Test (KFT) (Heller & Perleth, 2000) zur Parallelisierung der Kleingruppen zu bearbeiten, während die Eltern einen Fragebogen zum sozialen Hintergrund ausfüllen. Um ausschließen zu können, dass etwaige Unterschiede im Lernzuwachs auf Eingangsunterschiede zwischen den Schülern zurückzuführen sind, werden in der Eingangserhebung neben dem Vorwissen die Hintergrundvariablen individuelles Fachinteresse sowie Anstrengungsbereitschaft und Zeugnisnote in Chemie bzw. Biologie erfasst.  
In der Post- und Follow-up-Erhebung werden ein Leistungstest im Multiple-Choice-Format sowie ein fachspezifischer Triadentest (Neuroth, 2002) eine Woche bzw. vier Monate nach der letzten Kleingruppenarbeitsphase abermals von den Schülern bearbeitet.  
Am Ende jeder Kleingruppenarbeitsphase werden stundenspezifische Leistungstests durchgeführt, um den Lernerfolg, der direkt aus der Kleingruppenarbeit erwächst, zu messen. Das treatment-spezifische Interesse wird auch stundenbegleitend erhoben, um eventuelle Stundeneffekte zu berücksichtigen. Außerdem wird während der Kleingruppenarbeitsphasen jeweils eine Kleingruppe videographiert, um die stattfindenden Kommunikations- und Kooperationsprozesse zu kontrollieren und die Entwicklung dieser Prozesse beschreiben zu können.  

Ziel des Projekts ist es, den Einfluss lebensweltlicher Kontexte auf Interesse und Lernleistung in den zwei naturwissenschaftlichen Fächern Chemie und Biologie fachintern als auch fächervergleichend zu untersuchen. Weiterhin wird der Einsatz von Concept Mapping im Hinblick auf eine Unterstützung der Vernetzung der Fachinhalte beleuchtet.  
Es gelang größtenteils die angestrebte Stichprobe für beide Fächer zu realisieren und somit einen Vergleich der beiden Naturwissenschaften zu gewährleisten. In Pilotstudien wurden die Studienmaterialien erprobt und aufgrund der Ergebnisse zum Teil überarbeitet. Die Hauptstudien im 2x2 Design mit den unabhängigen Variablen Kontext und Concept Mapping wurden für beide Fächer mit annähernd gleicher Stichprobe an sieben Gymnasien durchgeführt. Die bisherige Auswertung der paper und pencil Daten aus den Hauptmesszeitpunkten (Prä, Post und Follow-Up) sowie den stundenbegleitenden Erhebungszeitpunkten zeigen fachintern für die Chemie einen positiven Effekt lebensweltlicher Kontexte und für die Biologie einen positiven Effekt des Concept Mappings auf die Lernleistung der Schülerinnen und Schüler.  
Die Analysen der paper und pencil Daten sind relativ weit fortgeschritten, so dass demnächst mit den fächervergleichenden Auswertungen begonnen werden kann. Es deutet sich bereits an, dass die Einbettung fachlicher Inhalte in lebensweltliche Kontexte nicht generell als interessens- und leistungssteigernd angenommen werden kann. Vielmehr scheint wie vermutet in der Biologie durch die stärkere Verknüpfung von Lebenswelt und Fachinhalt kein Unterschied zu bestehen. Dieses Ergebnis deutete sich bereits bei der Konstruktion der Kontexte an.  
Weiterhin zeigt sich für die Chemie, dass trotz generell positiver Kontexteffekte die stundenbegleitenden Ergebnisse sehr unterschiedlich ausfallen. Eine weitere Untersuchung, welche Kontexte bei welchen fachlichen Konzepten am wirksamsten sind, könnte vielversprechende Erkenntnisse liefern.  
Die Ergebnisse der Variablen Concept Mapping zeigen eine Lernwirksamkeit in Biologie, jedoch nicht in Chemie auf. Die Auswertung der vorliegenden Concept Maps und der Zusammenfassungen könnte hierbei weiteren Aufschluss geben.  
Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass Lernen in lebensweltlichen Kontexten in Chemie zu einem gesteigerten Interesse und höheren Leistungen führt, die unterschiedliche Wirkung der einzelnen Kontexte in beiden Fächern bedarf jedoch noch weiterer Aufklärung. Die Effekte des Concept Mapping im Vergleich zu den Zusammenfassungen können mit den vorhandenen Daten noch weiter beleuchtet werden.