Die Naturwissenschaften sind prägender Bestandteil unserer Kultur. Naturwissenschaftliches Denken dient nicht allein dem Verständnis der Natur, sondern findet Eingang in viele gesellschaftliche Fragestellungen. Beispielsweise bildet das Denken in Systemen und Modellen die Basis für zielgerichtetes Problemlösen und steht prototypisch für empirisch gesicherte Erkenntnis. Eine naturwissenschaftliche Grundbildung ist in unserer Kultur daher ein unverhandelbarer Bestandteil allgemeiner Bildung, die jedem Menschen zugänglich sein muss. Naturwissenschaftliche Lernangebote dienen nach unserer Auffassung daher in erster Linie dazu, notwendige naturwissenschaftliche Kompetenzen in vollem Umfang zu entwickeln. Dies setzt voraus, dass in naturwissenschaftlichen Lernangeboten die grundlegenden Konzepte und Ideen der Naturwissenschaften eng verbunden mit Fragen der Erkenntnisgewinnung sowie des gegenseitigen Einflusses von Gesellschaft und Naturwissenschaften erarbeitet werden.

Unsere naturwissenschaftsdidaktische Forschung leistet einen Beitrag zur Theoriebildung (im Sinne eines Beitrags zur Theorieentwicklung naturwissenschaftlichen Lehrens und Lernens) und ist an der theoretisch fundierten Entwicklung innovativer naturwissenschaftlicher Lerngelegenheiten ausgerichtet. Dabei werden Lernprozesse, Wissen und Kompetenzen als prinzipiell erfassbar angenommen. Wir verstehen Lernen als einen vom Lernenden abhängigen aktiven Prozess. Dieser Prozess basiert auf Kommunikation und gemeinsamem Konstruieren mentaler Modelle. Hierbei fließen epistemologische und ontologische Grundannahmen von Lehrenden und Lernenden ein. Lernen findet in Wechselwirkung mit dem sozialen Kontext statt, der von Lehrenden und Lernenden gestaltet wird. Das zu Lernende ist eingebettet in den kulturellen Kontext der Naturwissenschaften, wodurch Lernprozesse auch unmittelbar von fachbezogenen Konzepten, Prozessen, Systemen, Leitideen und Eigenschaften der Naturwissenschaften bestimmt sind.