Schwimmen und Sinken — Warum schwimmt das Boot?

MINT-Bereich: Naturwissenschaften | Klassenstufe: 1–4 Dauer: ~45 Min | Gruppengröße: 3–5 Kinder BEP-Bezug: Lernende, forschende und entdeckungsfreudige Kinder | KC-Bezug: Phänomene und Zusammenhänge verstehen (Stoffe und ihre Eigenschaften)

Lernziele

Kinder können Gegenstände nach dem Kriterium schwimmt/sinkt sortieren und erste Regeln ableiten
Kinder erleben, dass Form und Hohlraum (nicht nur das Material) darüber entscheiden, ob etwas schwimmt
Kinder verstehen vereinfacht, dass Wasser Dinge nach oben drückt (Auftrieb)
Kinder dokumentieren ihre Beobachtungen und vergleichen sie mit ihren Vermutungen

Material

[ ] 1 große Wasserwanne oder Waschbecken
[ ] Wasser (ca. 10 cm tief)
[ ] Knete (ca. 200 g)
[ ] Korken (2–3 Stück)
[ ] Holzklotz oder Holzbrettchen (klein)
[ ] Steine (2–3 unterschiedlich große)
[ ] Styropor-Stück (z. B. aus Verpackung)
[ ] Münzen (5 Cent, 10 Cent, 2–3 Stück)
[ ] Büroklammer (Metall)
[ ] Plastiksackerl oder -becher
[ ] Schürzen oder alte T-Shirts (Wasserschutz)
[ ] Forscherprotokoll + Stift für jedes Kind

Durchführung

Forscherkreis

Frage stellen — Zeigt das große Holzboot und den kleinen Stein nebeneinander. Impulsfrage: "Ein riesiges Schiff aus Stahl schwimmt auf dem Meer — aber dieser kleine Stein sinkt sofort. Wie kann das sein?" Kinder überlegen kurz, äußern erste Ideen. Die Fachkraft hält die Frage gut sichtbar auf einem Blatt fest.
Vermutungen sammeln — Legt alle Gegenstände auf den Tisch. Jedes Kind zeigt auf einen Gegenstand und sagt: "Ich glaube, der [Gegenstand] schwimmt / sinkt, weil..." Alle Vermutungen werden auf Karten notiert (oder als Zeichnung) und vor der Wanne aufgestellt. Wichtig: Es gibt hier noch keine falschen Antworten.
Ausprobieren — Schrittweise Durchführung:
Schritt 1: Jedes Kind legt nacheinander einen Gegenstand ins Wasser und beobachtet. Kein Einwerfen, vorsichtig hineinlegen.
Schritt 2: Gegenstände sortieren: Schwimmt-Seite / Sinkt-Seite (zwei Behälter oder Zettel).
Schritt 3: Die Knete als Kugel formen → ins Wasser legen → sie sinkt. Dann dieselbe Knetmenge als flaches Boot (mit Rand) formen → ins Wasser legen → sie schwimmt! Versuche mit verschiedenen Knet-Formen.
Schritt 4: Münzen vorsichtig auf den schwimmenden Styropor legen — wie viele passen drauf, bevor es sinkt?
Beobachten — Kinder beobachten genau: Welche Gegenstände schwimmen? Was haben sie gemeinsam? Warum schwimmt die Knet-Boot-Form, aber nicht die Kugel? Sehen die Kinder, dass das Boot einen Hohlraum hat? Erkennen sie, dass größere Fläche auf dem Wasser hilft?
Dokumentieren — Jedes Kind zeichnet im Forscherprotokoll eine Tabelle mit zwei Spalten (schwimmt / sinkt) und zeichnet oder schreibt die Gegenstände ein. Dann malt es das Knete-Experiment: Kugel sinkt ↓ / Boot schwimmt ↑. Vergleich mit der Vermutung: Lag ich richtig? Was hat mich überrascht?
Reflektieren — Impulsfragen zur Auswertung:
"Was haben alle schwimmenden Dinge gemeinsam?"
"Warum schwimmt das Knet-Boot, aber nicht die Knet-Kugel?"
"Was drückt das Boot oben? Spürt ihr das, wenn ihr eure Hand tief ins Wasser taucht?"
"Wie könnte ein riesiges Stahlschiff schwimmen?" (Transfer: Es ist innen hohl und voller Luft)

Differenzierung

Klasse 1–2: Die Tabelle wird gemeinsam an der Tafel oder auf einem Plakat erstellt. Fachkraft schreibt, Kinder zeichnen die Gegenstände. Die Knete-Aufgabe wird gemeinsam bearbeitet. Vermutungen mündlich äußern.
Klasse 3–4: Kinder führen das Protokoll selbstständig und formulieren ihre Vermutungen schriftlich ("Ich vermute, dass... weil..."). Erweiterung: Kinder messen, wie viele Gramm Ladung ein Knet-Boot tragen kann, bevor es sinkt. Fachbegriffe einführen: Auftrieb, Dichte, verdrängen.

Hintergrundwissen (für Fachkräfte)

Ob ein Gegenstand schwimmt oder sinkt, hängt von seiner Dichte im Vergleich zur Dichte des Wassers ab. Dichte beschreibt, wie viel Masse in einem bestimmten Volumen steckt. Wasser hat eine Dichte von 1 g/cm³. Gegenstände mit geringerer Dichte (z. B. Holz ~0,5 g/cm³, Korken ~0,2 g/cm³) schwimmen; Gegenstände mit höherer Dichte (Stein, Metall) sinken.

Das Knete-Experiment zeigt das Verdrängungsprinzip: Ein Boot aus Knete verdrängt mehr Wasser als eine Knet-Kugel gleicher Masse, weil es einen größeren Hohlraum einschließt und damit ein größeres Gesamtvolumen hat. Die durchschnittliche Dichte des Systems (Knete + eingeschlossene Luft) wird kleiner als 1 — das Boot schwimmt. Dieses Prinzip nutzt auch ein Stahlschiff: Der massive Stahl wäre zu schwer, aber der Schiffsrumpf schließt viel Luft ein und verdrängt mehr Wasser als er selbst wiegt.

Auftrieb (Archimedisches Prinzip, vereinfacht): Wasser drückt jeden eingetauchten Gegenstand mit einer Kraft nach oben, die dem Gewicht des verdrängten Wassers entspricht. Für Kinder: "Das Wasser will seinen Platz zurückhaben und drückt deswegen den Gegenstand nach oben."

Sicherheitshinweise

Wasser auf dem Boden kann zur Rutschgefahr werden — Handtücher bereithalten, Schürzen tragen.
Kein Trinken des Wassers aus der Wanne (Materialien sind nicht lebensmittelecht).
Kleine Gegenstände (Münzen, Büroklammern) nicht in den Mund nehmen — Aufsicht bei Klasse 1.
Wasser nach dem Experiment sicher entsorgen (nicht auf Böden kippen).

Qualitätsprüfung

[x] BEP-konform | [x] KC-Bezug | [x] Forscherkreis
[x] Alltagsmaterial | [x] Sachlich korrekt | [x] Differenziert