Gegenstand der schulpolitischen Diskussion ist regelmäßig die Frage, ob die Naturwissenschaften integriert oder differenziert nach Einzelfächern unterrichtet werden sollen. Empirisch belegte Entscheidungshilfen gibt es nicht. Vor diesem Hintergrund wurden in dieser Arbeit die Auswirkungen der unterschiedlichen Ansätze auf Lernerfolg und Interesse der Schülerinnen und Schüler untersucht. Hierzu wurden zu Beginn und zum Ende der 7. Klasse Daten im Chemieunterricht erhoben. Insgesamt nahmen 21 Gymnasialklassen mit 600 Probanden aus NRW an der Studie teil. Die Schülerinnen und Schüler stammten zur Hälfte aus 5. und 6. Klassen, in denen das Fach Naturwissenschaft integriert unterrichtet worden ist. Die andere Hälfte hatte in der 5. und 6. Klasse differenzierten Biologie- und ab Klasse 6 auch Physikunterricht. Das Design lässt sowohl Vergleiche zu Beginn als auch zum Ende der 7. Jahrgangsstufe, in der beide Gruppen differenzierten Chemie- und Biologieunterricht hatten, zu. Neben Interesse, Selbstkonzept und Unterrichtsmethoden wurden das Fachwissen Chemie und prozessbezogene Kompetenzen erhoben. Ein eigens hierfür entwickeltes Testverfahren - der NAW-Test - erfasste die Kenntnisse experimentell-naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen. Der Vergleich der Testergebnisse zeigt, dass sich die beiden Schülergruppen nach zwei Jahren unterschiedlichem Naturwissenschaftsunterricht in nur wenigen Punkten unterscheiden. Ein integrierter Naturwissenschaftsunterricht wirkt sich jedoch positiv auf das Fachinteresse der Schülerinnen und Schüler aus und relativiert ebenfalls bekannte Geschlechterunterschiede hinsichtlich des Interesses. Zentrale Elemente des experimentellen Arbeitens im Sinne der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung werden in einem integrierten Unterricht signifikant mehr gefördert als im differenzierten Ansatz.