Beobachten, Vergleichen und Experimentieren sind charakteristische Methoden naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung. Das Verständnis und die Beherrschung dieser Methoden gehören nach den Bildungsstandards für das Fach Biologie zur biologischen Grundbildung. Um die entsprechenden wissenschaftsmethodischen Fähigkeiten von Schülerinnen und Schülern der Sek. I beschreiben, erheben und schließlich auch fördern zu können, wurde ein Kompetenzmodell entwickelt. Mit diesem ist es erstmals möglich, zentrale Kompetenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung - differenziert für Beobachten, Vergleichen und Experimentieren - abzubilden. Die Tragfähigkeit des Modells wurde im Rahmen des Kooperationsprojektes "Evaluation der Standards in den Naturwissenschaften für die Sekundarstufe I (ESNaS)" mithilfe eines schriftlichen Kompetenztests überprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass wissenschaftsmethodische Kompetenz mit den Testaufgaben erfasst und die prognostizierte Modellstruktur bestätigt werden kann. Die querschnittliche Untersuchung offenbart, dass Lernende Schwierigkeiten haben, Hypothesen zu formulieren. Insbesondere das hypothesengeleitete Beobachten von statischen oder dynamischen Biosystemen stellt eine besonders große Herausforderung für die Schülerinnen und Schüler dar. Aus den Ergebnissen werden schulpraktische Konsequenzen abgeleitet.