In der vorliegenden Arbeit werden vom Autor entwickelte und in der Schulpraxis bzw. Lehrerausbildung erprobte Unterrichtskonzepte zum selbstständigen Wissens- und Könnenserwerb an Lernstationen und für den lehrerzentrierten Frontalunterricht für den Themenbereich "Photovoltaik" vorgestellt (siehe Anhang A, S. 147). Es wird mit dieser Arbeit ein Beitrag zur aktuellen Kompetenzforschung geleistet. Die wesentlichen Resultate sind: - Es wird gezeigt, dass die Legitimation der Unterrichtsthematik "Photovoltaik" aus gesellschaftlicher, bildungstheoretischer und fachdidaktischer Sicht begründbar ist. - Es wird nachgewiesen, dass das Teilchenmodell für die Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise der Solarzelle im Physikunterricht geeignet ist (Elementarisierung des Leitungsvorganges in Halbleitern). - Die Analysen der Vorerfahrungen der Schülerinnen und Schüler zur Photovoltaik lassen erkennen, dass diese phänomenologischer Natur sind. Über konkrete Vorkenntnisse zur Solarzelle verfügen die Schülerinnen und Schüler nicht. - Die empirischen Untersuchungen belegen, dass sowohl im Frontalunterricht als auch beim Lernen an Stationen ein großer Lernzuwachs nachweisbar ist. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Lernenden der 10. und 11. Klasse in der Lage sind, sich neues Wissen und Können anzueignen (Abschnitt 6.2, S. 94). - Die empirischen Untersuchungen weisen nach, dass die Urteilsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler (Kompetenz: Bewertung) im Nachtest signifikant überzeugender (Nutzung von wissenschaftlich gesicherten Argumenten) ist als im Vortest (Abschnitt 6.4, S. 101). - Die Aufgabenstellungen der einzelnen Stationen wurden hinsichtlich der Kompetenzanforderungen vom Autor und von Experten analysiert. Dabei stellte sich heraus, dass die Zuordnung der Aufgabenstellungen zu den vier Kompetenzbereichen (Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung) von den meisten Experten einheitlich erfolgt. Große Unterschiede treten bei der Zuordnung der Aufgabenstellungen zu den Auforderungsbereichen auf. Die Hauptursachen sieht der Autor in den unzureichenden Erläuterungen der Bildungsstandards zu den Auforderungsbereichen und den Erfahrungen der Experten bei der Bewertung von Kompetenzen (Abschnitt 7.4, S. 120).