„Kein Leben ohne Luft und Wasser. Alle Lebewesen enthalten Wasser in ihrem Körper und der menschliche Körper besteht zu 2/3 aus Wasser. Etwas mehr als 1/5 der Luft besteht aus Sauerstoff, den alle Lebewesen zum Atmen benötigen.“ ( vgl. Crummenerl, Ohnesorg, Tessloff Was ist Was)
Neben Feuer und Erde sind Wasser und Luft die Elemente, mit denen sich ein Schulkind der ersten Klasse nahezu täglich beschäftigt. Ob beim Trinken des Kakaos am Morgen mit dem man Blubber Blasen machen kann oder im Schwimmbad, während man auf seiner Luftmatratze liegt. Vor allem das Zusammenspiel aus Luft und Wasser ist entscheidend, da im Wasser die Eigenschaft der Luft sichtbar wird.
Die Vorstellung das die Luft nicht einfach nur nichts ist, sondern aus mehr besteht und bestimmte Eigenschaften hat regt nicht nur den Forschersinn und die Phantasie der Schülerinnen und Schüler an, sie befähigt sie dazu sich aktiv mit ihrer Umwelt auseinander zu setzten, entsprechend der Überführung der Kinder von der präoperationalen Phase zur konkretoperationalen Phase. Zu dem ist das frühestmögliche Arbeiten mit Versuchen und Experimenten eine Erleichterung in der schulischen Laufbahn, da ab der fünften Klasse der weiterführenden Schulen ein eigenständiges und hypothesenbildendes Denken vorausgesetzt wird, vor allem in den Naturwissenschaftlichen Fächern.
In der Unterrichtseinheit geht darum, dass Luft leichter ist als Wasser. Die Moleküle des Wassers sind so aneinandergelagert, dass sie sich durch die Van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrücken stark anziehen und der typische Aggregatzustand flüssig entsteht. Bei der Luft sind keine Wasserstoffbrücken vorhanden und deshalb sind die Moleküle lockerer gebunden und es entsteht ein gasförmiger Aggregatzustand. Durch die festen Bindungen des Wasserstoffs, durch Wasserstoffbrücken, im Wasser sind die Moleküle wesentlicher enger auf kleinerem Raum zusammen gepackt, wodurch eine schwerere Gesamtmasse bei insgesamt gleicher Atommasse entsteht. Daher ist Luft leichter als Wasser.
Für die Erarbeitung der Unterschiedlichen Aggregatzustände von Luft und Wasser und des daraus resultierenden Verhaltens und Wirkung, führe ich ein Experiment mit den Schülerinnen und Schülern durch. Im Experiment wird ein Glas mit einem Papierknäul in eine Schale mit Wasser getaucht. Durch die Luft im Glas wird das Wasser verdrängt und das Papier bleibt trocken, obwohl es sich unter Wasser befindet. Die Durchführung wird anhand eines Schaubildes an der Tafel gezeigt, welches auch noch einmal auf dem Arbeitsbogen abgebildet ist. Die Beobachtung wird durch Ankreuzen des richtigen Bildes festgehalten und die Erklärung anhand eines Lückentextes. Der Lückentext enthält vier kurze Sätze, in denen vier Wörter eingesetzt werden sollen, die in falscher Reihenfolge unter dem Text stehen.