Im Rahmen einer experimentellen Studie wurde die Wirksamkeit der Theorie der Basismodelle für die Gestaltung von Physikaufgaben und Physikunterricht untersucht. Dazu fand während eines kompletten Schuljahres eine Interventionsstudie im Kontrollgruppendesign in zwei Physikkursen der Stufe 11 eines Dortmunder Gymnasiums statt. In der Interventionsgruppe wurde auf Grundlage der Theorie der Basismodelle geplanter Unterricht durchgeführt. Zusätzlich kamen Aufgaben zum Einsatz, die ebenfalls auf Grundlage der Theorie der Basismodelle konstruiert wurden. Zur Einschätzung der mit diesen Aufgaben verbundenen inhaltlichen Anforderungen wurde ein Kategoriensystem zur Analyse von Physikaufgaben auf Grundlage von TIMSS- und PISA-Ergebnissen entwickelt. Ein TIMSS-Aufgabentest und ein Interessen- und Motivationsfragebogen wurden als Pre- und Post-Tests eingesetzt. Zusätzlich wurden ein allgemeiner Intelligenztest sowie nach jedem Halbjahr ein inhaltsspezifischer Test durchgeführt. Außerdem wurde der gesamte Unterricht der Interventionsgruppe sowie ein Teil des Unterrichts der Kontrollgruppe videodokumentiert. Trotz gleicher motivationaler und besserer kognitiver Voraussetzungen der Kontrollgruppe erreicht die Interventionsgruppe vergleichbare Lernerfolge. Im Hinblick auf die motivationale Entwicklung zeigen sich keine eindeutigen Ergebnisse. Bei der getrennt von der Unterrichtsplanung durchgeführten Analyse der Unterrichtsvideos können die mit Hilfe der Theorie der Basismodelle angestrebten Lehrziele von unabhängigen Kodierern bestätigt werden. Für die Theorie der Basismodelle als Grundlage eines lernprozessorientierten Physikunterrichts sind die Ergebnisse dieser Studie ermutigend: Es zeigen sich positive Einflüsse auf den Lernerfolg der Schülerinnen und Schüler sowie auf die Strukturierung des Unterrichts. Eine Verallgemeinerung ist aber durch die kleine Stichprobe nur begrenzt möglich. Es wäre daher nötig, die Hypothesen durch eine ähnlich angelegte Interventionsstudie größeren Umfangs abzusichern. Der damit verbundene Aufwand erscheint nach dieser Studie gerechtfertigt.