Prozessbezogene Kompetenzen beziehen sich auf Fähigkeiten, naturwissenschaftlich zu arbeiten, zu argumentieren und naturwissenschaftliches Wissen bei Handlungsentscheidungen heranzuziehen. Zunächst wird eine Konzeption vorgestellt, die Grundbegriffe naturwissenschaftlichen Denkens (z. B. Variable, Hypothese) systematisch einführt. Danach geht es um das Verständnis des Modellbegriffs in Verbindung mit einem Unterricht über das Teilchenmodell. Eine weitere Konzeption stellt anhand eines aktuellen Umweltthemas die Bewertungskompetenz in das Zentrum des Physikunterrichts. Der fachlichen Kommunikationskompetenz widmen sich drei Beispiele zum physikalischen Argumentieren, sachbezogenen Darstellen und adressatengemäßen Erklären. Drei weitere vorgestellte Konzeptionen zur Variablenkontrolle, Strukturierung experimenteller Untersuchungen und zum Umgang mit Messunsicherheiten fallen in den Bereich der experimentellen Kompetenz.