1. Klassensituation

1.1. Einzugsgebiet

Die Grundschule an der ... Straße liegt im Stadtteil xxx. Dieser zeichnet sich durch einen gehobenen Bildungsstand der meisten Familien aus. Jedoch sind ebenso sozial schwache Familien angesiedelt. Besonders ist außerdem, dass ca. die Hälfte aller Eltern alleinerziehend.

1.2 Klassenzusammensetzung

Die Klasse 2 setzt sich aus 19 Schülerinnen und Schülern (im Folgenden SuS genannt), zehn Mädchen und neun Jungen, zusammen. Fünf Kinder haben einen Migrationshintergrund.

1.3 Sitzordnung

Die Kinder sitzen zu viert an Gruppentischen. Lediglich zwei Schüler haben Einzeltische, damit sie konzentrierter Arbeiten können.

1.4 Arbeitsverhalten

Den SuS sind die Arbeitsformen Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit, sowie der Gesprächskreis vertraut.

2. Sachanalyse

Ein Gegenstand schwimmt, wenn seine Dichte geringer als die des Wassers (1g/ml) ist und sinkt, wenn sie höher ist. Sein Verhalten im Wasser hängt also davon ab, wie groß sein Gewicht in Bezug auf sein Volumen ist. Ein Gegenstand, der im Wasser schwimmt bzw. schwebt verdrängt genau die Wassermenge, die seinem Gewicht entspricht. Diese Gewichtskraft des Gegenstandes steht der Auftriebskraft des Wassers gegenüber, die gegen die Schwerkraft gerichtet ist (Archimedisches Prinzip). Der Auftrieb entspricht also dem Gewicht der von einem Gegenstand verdrängten Flüssigkeit. Ein Körper vom Gewicht FG erfahre ganz eingetaucht den Auftrieb FA. Bei FA = FG schwebt er im indifferenten Gleichgewicht. Wenn aber FA< FG sinkt der Gegenstand und wenn FA > FG schwimmt er und ein Teil ragt über die Oberfläche.

Diese Aussage allein reicht jedoch nicht aus, da ein Körper, der aus einem Material besteht, dessen Dichte über der des Wassers liegt, trotzdem schwimmen kann, wenn dieser Körper ein Hohlkörper ist. Die darin eingeschlossene Luft verringert die Materialdichte und bewirkt somit die Schwimmfähigkeit des Gegenstandes. Da sich

die Dichte des Materials mit der geringen Dichte der Luft „vermengt", spricht man von einer durchschnittlichen Dichte. Als Beispiel ist das Schiff zu nennen, das aus Eisen besteht, dessen Dichte höher als die des Wassers ist. Da sich im Bug des Schiffes Luft befindet, verringert sich die Dichte, so dass das Schiff schwimmen kann. Ebenso hängt das Schwimmen eines Gegenstandes von der Form ab. Sehr flach geformte Dinge schwimmen leichter als Dinge kubischer Form. Auf jeden ganz oder teilweise in eine Flüssigkeit eingetauchten Körper wirken zwei Kräfte, die nach unten gerichtete Schwerkraft und die vertikal nach oben gerichtete Auftriebskraft des Wassers. Das bedeutet, dass die Gewichtskraft eines Gegenstands der Auftriebskraft des Wassers entgegen steht. Bei einem sinkenden Körper ist der Auftrieb kleiner als das Gewicht des Körpers und so wird dieser durch die überschüssige Gewichtskraft nach unten gezogen. Ist jedoch der Auftrieb größer als das Gewicht, so steigt der Körper nach oben an die Wasseroberfläche und schwimmt. Dabei sinkt ein schwimmender Körper so weit in eine Flüssigkeit ein, bis die Auftriebskraft und die Gewichtskraft gleich groß sind und sich gegeneinander aufheben. Dies kann allerdings nur eintreten, wenn die durchschnittliche Dichte des Körpers kleiner ist als die Dichte der Flüssigkeit. Beim Eintauchen eines Körpers wird Wasser verdrängt. Entspricht die Masse des verdrängten Wassers der Masse des eingetauchten Körpers, schwimmt dieser im Wasser. Ist die verdrängte Wassermenge allerdings kleiner, sinkt der Körper.

3. Methodisch-didaktische Überlegungen

Wasser ist ein Element, das den SuS aus ihrer eigenen Lebenswelt sehr vertraut ist. Sie benutzen es zum Waschen, trinken und kennen es als Lebensraum für Tiere. Auch der feste Aggregatzustand Eis, ist für viele Kinder selbstverständlich. Allerdings hat Wasser noch einige Besonderheiten, welche nicht auf den ersten Blick erkennbar sind. Als besondere Merkmale sind die Löslichkeit in Wasser, die Oberflächenspannung von Wasser und das Phänomen des Schwimmens auf dem Wasser zu sehen. Um das Schwimmen auf dem Wasser jedoch als große Besonderheit thematisieren zu können, muss den SuS bewusst gemacht werden, dass dieser Zustand nicht selbstverständlich ist. Wie in der Sachanalyse erklärt, müssen besondere Bedingungen gelten, damit schwimmen möglich ist. Diese Stunde soll daher verdeutlichen, dass nicht jeder Gegenstand schwimmt, sodass in einer anschließenden Stunde geschaut werden kann, wie Material beschaffen sein muss,

damit es auf dem Wasser schwimmen kann. Dies soll mit Hilfe von Knete verdeutlicht werden. Die Untersuchung, ob bestimmte Stoffe schwimmen oder sinken ist also der Einstieg in dieses Thema. Der Experimentiercharakter hat dabei einen doppelten Nutzen. Zum Einen knüpft er direkt an die Erfahrungen der Kinder an, denn diese entdecken ihre Umwelt zu einem großen Anteil spielerisch experimentell. Das hat zur Folge, dass sie sich sofort auf Versuche einlassen und dass sie sich vieles besser merken, da Lernen durch Handeln ihrem natürlichen Lernprozess entspricht. Der andere Nutzen besteht darin, die SuS möglichst früh an Naturwissenschaften und ihre strukturierte Arbeitsweise heranzuführen. Selbstständiges wissenschaftliches Arbeiten ist ein wichtiger Faktor der heutigen Zeit und wird weiter wichtiger, sodass eine frühe spielerische Heranführung einen wichtigen Prozess einleitet.

4. Bezug zum Bildungsplan

Im Bildungsplan Sachunterricht - Primarstufe kann das Thema der Stunde in das Lernfeld „Natur" eingegliedert werden. Bereits bei den Inhalten für die 1./2. Klasse werden dort einfache Untersuchungen zu den Eigenschaften von Wasser thematisiert. Die SuS sollen in der Lage sein, einfache Versuche zu Wasser planen und durchführen zu können, was der Tätigkeit des Experimentierens entspricht (vgl. Bildungsplan Sachunterricht - Primarstufe 2007, S. 28). In den Inhalten für den Jahrgang 3/4 wird das Thema Schwimmen und Sinken sogar explizit erwähnt (vgl. ebd. S. 29). Dort wird der Bezug noch stärker auf die Planung und vor allem auf die Ergebnisformulierung und -darstellung gelegt, als in meinem Unterricht der Fall. Dies kann allerdings auch mit weiteren Versuchen vertieft werden.

5. Ziele

5.1. Ziel der Stunde

Die SuS sollen die verschiedenen Forschungsschritte eines Experimentes kennen lernen und durchführen können. Sie sollen außerdem kennen lernen, dass verschiedene Materialien unterschiedlich mit Wasser interagieren.

5.2. Lernziele

5.2.1. inhaltsbezogen

- Die SuS verstehen den Forschungsauftrag.

- Sie können die Gegenstände und ihre materiellen Unterschiede differenzieren.

5.2.2. verfahrensbezogen

- Die SuS können den Versuchsverlauf protokollieren.

- Sie können Vermutungen anstellen und das Experiment durchführen.

5.2.3. prozessbezogen

- Sie arbeiten in Partner- und Gruppenarbeit und unterstützen sich untereinander.

- Sie können beim Untersuchen und Experimentieren Vermutungen über Sachverhalte formulieren und diese in der Gruppe diskutieren.