An instructional approach that combines learning through representations and learning from errors to foster conceptual knowledge of energy is proposed. It involves inserting an error in a biological energy flow diagram that addresses misconceptions. An intervention study tests the approach’s effect on students’ conceptual knowledge of energy.

Energy transfer in ecosystems is an abstract and challenging topic for learners. Metaphors are widely used in scientific and educational discourse to communicate ideas about abstract phenomena. However, although considered valuable teaching tools, metaphors are ambiguous and can be misleading when used in educational contexts. Educational researchers have found metaphorical patterns in scientific and everyday language that have been analyzed on the level of conceptual metaphors. However, little is known about the way students deal with crucial metaphors of specific science content. Using metaphor theory as a framework, the study presented here focuses on metaphors describing energy transfer through an ecosystem: energy flow, energy flow is not a cycle, energy flow is a oneway street, and energy loss. Applying qualitative content analysis, the usage of the metaphors was analyzed in 13 biology textbooks and 50 students' texts. We found notable differences between textbooks' and students' application of metaphors. Students often do not adopt the metaphors or use them as intended. For example, energy flow is a conventionalized metaphor for energy transfer processes, but students tend to use this metaphor in terms of a substance instead of a process. Implications for the use of these metaphors in biology instruction are derived. K E Y W O R D Secosystem, energy transfer, metaphor, secondary

Zusammenfassung Energie ist ein abstraktes Konzept, das in den Naturwissenschaften eine zentrale Rolle spielt. Zahlreiche Studien zeigen, dass Lernende große Probleme mit dem Verständnis von Energie haben. Deshalb ist fachlich korrektes und potenziell lernförderlich gestaltetes Unterrichtsmaterial zum Thema Energie besonders wichtig. Um die Darstellung von Energie in Medien für den Biologieunterricht inhaltlich und formal zu beschreiben, wurde unter Rückgriff sowohl auf die Repräsentationsforschung als auch auf die Vorstellungsforschung zum Energiekonzept ein Kategoriensystem entwickelt. Anhand dieses Kategoriensystems wurden exemplarisch die energiebezogenen Texte, Abbildungen und Aufgaben in den stoffwechsel-und ökologiebezogenen Kapiteln einer Schulbuchreihe der Sekundarstufe I und II (drei Schulbücher und ein Arbeitsbuch) untersucht. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass Energieformen und-umwandlungen in den untersuchten Biologieschulbüchern häufig, Energieerhaltung und-entwertung hingegen sehr selten thematisiert werden. Die Abbildungen weisen potenziell lernförderliche Eigenschaften auf. Die