Untersuchungen von Schulervorstellungen und Lernprozessen im Physikunterricht geben Hinweise fur die Gestaltung von Unterricht und fur die Modellierung kognitiver Prozesse. Ausgehend von einer Theorie der Bedeutungsentstehung und einem hierarchischen Modell kognitiver Prozesse werden Lernprozessuntersuchungen des Autors in verschiedenen Klassenstufen dargestellt, die Aspekte der Entwicklung schulerischer Lernprozesse im Bereich Elektrizitat beleuchten. Die angewandten Methoden umfassen qualitative und quantitative Analysen selbst erstellter Videodokumentationen, verschiedene Interviewverfahren und die Modellierung kognitiver Prozesse mittels neuronaler Netze. Die Ergebnisse lassen die Notwendigkeit einer reflexiven, handlungs- und kommunikationsorientierten Unterrichtsplanung erkennen.