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In Zeiten wachsender Komplexität gesellschaftlicher, politischer, wirtschaftlicher und technologischer Probleme ist eine naturwissenschaftliche Grundbildung für die persönliche Meinungsbildung entscheidend. Dazu gehört das Erlernen von naturwissenschaftlichen Erkenntnismethoden wie dem Experimentieren. Erkenntnisse zeigen, dass Lernende unterschiedliche Vorstellungen vom Experimentieren haben, was sich in variierenden Vorgehensweisen äußert, die oft von realer wissenschaftlicher Forschung abweichen. Die Studie zielt darauf ab, individuelle Prozessstrukturen und prozessbezogene Niveaustufen von Experimentierprozessen bei Lehramtsstudierenden der Biologie differenziert zu erfassen und zu analysieren. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die meisten Experimentierprozesse nicht linear verlaufen, wie in idealisierten Modellen angenommen, sondern durch wiederholte Wechsel zwischen Experimentierphasen gekennzeichnet sind. Besonders die Durchführung spielt eine zentrale Rolle. Die Vernetzung der Experimentierphasen variiert und korreliert positiv mit der Qualität des Experimentierprozesses. Die prozessbezogenen Niveaustufen zeigen Ausprägungen über alle Niveaus hinweg. Aus den Ergebnissen ergeben sich Hinweise zur Gestaltung von Unterricht und universitärer Lehre sowie Implikationen für die fachdidaktische Forschung.