電磁力（涵蓋安培力、洛倫茲力等）是高中物理電磁學(xué)模塊的核心內(nèi)容，其抽象性與實踐性的雙重特征，要求教學(xué)過程必須依托實驗探究與結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)支架（導(dǎo)學(xué)案）的協(xié)同作用。本文結(jié)合物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，從實驗教學(xué)的核心要素出發(fā)，系統(tǒng)闡述導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計原則、框架及實施策略，為一線教師提供可操作的教學(xué)改進(jìn)方案。一、電磁力實驗教學(xué)的核心要素分析電磁力實驗教學(xué)的有效性，取決于實驗類型的合理選擇、原理的具象化呈現(xiàn)、器材的創(chuàng)新應(yīng)用及安全規(guī)范的落實。（一）實驗類型的分層設(shè)計根據(jù)認(rèn)知目標(biāo)的差異，電磁力實驗可分為演示型、探究型與驗證型三類。演示實驗（如通電導(dǎo)線在磁場中的偏轉(zhuǎn)）側(cè)重現(xiàn)象的直觀呈現(xiàn)，適合新課導(dǎo)入；探究實驗（如“影響安培力大小的因素”）需學(xué)生自主設(shè)計變量控制方案，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；驗證實驗（如洛倫茲力與速度方向的關(guān)系）則用于鞏固已學(xué)規(guī)律，強(qiáng)化邏輯推理。（二）實驗原理的具象化建構(gòu)電磁力的本質(zhì)（磁場對電流或運(yùn)動電荷的作用）需通過“宏觀現(xiàn)象→微觀模型→數(shù)學(xué)表達(dá)”的階梯式建構(gòu)。例如，在安培力教學(xué)中，可先通過“平行通電導(dǎo)線的相互作用”實驗，讓學(xué)生觀察同向電流吸引、反向排斥的現(xiàn)象；再引導(dǎo)學(xué)生從“電流是電荷定向移動”的微觀視角，推導(dǎo)安培力與洛倫茲力的關(guān)系；最終結(jié)合左手定則，建立“磁場方向、電流方向、力的方向”的矢量關(guān)系模型。（三）實驗器材的創(chuàng)新與改進(jìn)傳統(tǒng)實驗器材（如蹄形磁鐵、通電線圈）可通過數(shù)字化改造提升精度，例如用力傳感器測量安培力的大小，用磁傳感器繪制磁場分布；也可通過生活化材料降低認(rèn)知門檻，如用干電池、銅導(dǎo)線、釹鐵硼磁鐵自制“簡易電動機(jī)”，讓學(xué)生在組裝中感知電磁力的力矩效應(yīng)。（四）實驗安全與規(guī)范意識電磁力實驗涉及強(qiáng)電流、強(qiáng)磁場等潛在風(fēng)險，需在導(dǎo)學(xué)案中明確安全要點：如電路連接時先斷開電源，避免長時間通電導(dǎo)致器材過熱；強(qiáng)磁鐵遠(yuǎn)離手機(jī)、銀行卡等磁性敏感物品；分組實驗時明確“操作員”“記錄員”“安全員”的角色分工。二、導(dǎo)學(xué)案設(shè)計的原則與結(jié)構(gòu)化框架導(dǎo)學(xué)案作為學(xué)生實驗探究的“導(dǎo)航儀”，需遵循主體性、層次性、啟發(fā)性原則，構(gòu)建“目標(biāo)—準(zhǔn)備—探究—反思”的閉環(huán)結(jié)構(gòu)。（一）設(shè)計原則1.主體性：將學(xué)習(xí)任務(wù)分解為“可操作、可觀察、可評價”的子問題，如在“探究洛倫茲力方向”實驗中，設(shè)計任務(wù)：“用左手定則演示器，改變磁場方向（N/S極翻轉(zhuǎn)）、電子束方向（加速電壓正負(fù)切換），記錄力的方向變化，嘗試歸納規(guī)律?！?.層次性：根據(jù)認(rèn)知水平分層設(shè)計問題，基礎(chǔ)層（如“安培力的大小與哪些因素有關(guān)？”）、進(jìn)階層（如“如何通過實驗驗證‘安培力與電流、磁場的夾角正弦成正比’？”）、拓展層（如“結(jié)合電磁炮原理，設(shè)計一個增大安培力的實驗方案”）。3.啟發(fā)性：通過“認(rèn)知沖突”激發(fā)探究欲，例如在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)問：“既然電流是電荷的定向移動，為什么通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力，與電荷的運(yùn)動方向有關(guān)？”（二）結(jié)構(gòu)化框架以“探究安培力大小的影響因素”為例，導(dǎo)學(xué)案的核心環(huán)節(jié)設(shè)計如下：環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)計--------------------------------------------------------------------------------------**學(xué)習(xí)目標(biāo)**1.通過實驗歸納安培力大小與電流、磁場、夾角的關(guān)系；2.掌握控制變量法的應(yīng)用；3.體會科學(xué)探究的邏輯過程。**實驗準(zhǔn)備**1.回顧：磁場對電流的作用力叫______，其方向由______定則判斷；2.器材：電源、滑動變阻器、導(dǎo)體棒、蹄形磁鐵、彈簧測力計、導(dǎo)線等。**探究過程**1.問題鏈：

①猜想：安培力大小可能與______、______、______有關(guān)；

②方案：如何控制變量？（如保持電流不變，改變磁場強(qiáng)弱）；

③操作：記錄不同條件下彈簧測力計的示數(shù)（或力傳感器數(shù)據(jù)）；

④分析：繪制“安培力—電流”“安培力—磁場強(qiáng)度”等關(guān)系圖，歸納規(guī)律。**反思拓展**1.誤差分析：彈簧測力計的示數(shù)是否等于安培力？為什么？

2.實際應(yīng)用：電磁起重機(jī)如何通過改變電流控制吸力？

3.創(chuàng)新改進(jìn)：如何用數(shù)字化器材提高實驗精度？三、教學(xué)案例：“探究洛倫茲力的方向”導(dǎo)學(xué)案設(shè)計與實施（一）課前預(yù)習(xí)：認(rèn)知鋪墊與沖突激發(fā)任務(wù)1：觀看微課《洛倫茲力的本質(zhì)》，繪制“安培力（宏觀）”與“洛倫茲力（微觀）”的關(guān)系示意圖。任務(wù)2：思考并記錄疑問：“電子帶負(fù)電，其運(yùn)動方向與電流方向相反，那么洛倫茲力的方向該如何判斷？”（二）課中探究：基于證據(jù)的規(guī)律建構(gòu)1.實驗器材：洛倫茲力演示器（含電子槍、亥姆霍茲線圈、磁極調(diào)節(jié)裝置）、電源、開關(guān)。2.探究步驟：步驟1：接通電源，觀察電子束在無磁場時的運(yùn)動軌跡（直線）。步驟2：加入勻強(qiáng)磁場（調(diào)節(jié)線圈電流），觀察電子束的偏轉(zhuǎn)方向；翻轉(zhuǎn)磁極（改變磁場方向），再次觀察。步驟3：改變電子槍的加速電壓（改變電子速度方向），重復(fù)實驗，記錄“磁場方向（B）、電子運(yùn)動方向（v）、洛倫茲力方向（F）”的關(guān)系。3.問題引導(dǎo)：①電子束偏轉(zhuǎn)說明洛倫茲力的方向與速度方向有何關(guān)系？（垂直）②對比“左手定則”的應(yīng)用，為什么電子的受力方向與正電荷相反？（電荷電性的影響）（三）課后延伸：從理論到實踐的遷移任務(wù)1：查閱“磁流體發(fā)電機(jī)”的工作原理，用導(dǎo)學(xué)案中的“矢量關(guān)系模型”分析等離子體在磁場中的受力與運(yùn)動。任務(wù)2：小組合作設(shè)計“用洛倫茲力演示器驗證帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動”的實驗方案，明確所需器材、步驟及數(shù)據(jù)處理方法。四、教學(xué)實施的優(yōu)化策略（一）實驗與導(dǎo)學(xué)案的深度融合在課堂中，教師需引導(dǎo)學(xué)生將導(dǎo)學(xué)案作為“探究劇本”：課前通過預(yù)習(xí)任務(wù)激活前認(rèn)知；課中以“問題鏈”為線索，小組合作完成實驗操作、數(shù)據(jù)記錄與分析；課后通過拓展任務(wù)實現(xiàn)知識遷移。例如，在“安培力實驗”中，導(dǎo)學(xué)案可設(shè)計“異常現(xiàn)象分析”環(huán)節(jié)：“若實驗中導(dǎo)體棒未發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，可能的原因是什么？（磁場太弱、電流過小、接觸不良等）”，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。（二）多元化評價體系的構(gòu)建電磁力實驗的評價應(yīng)突破“實驗報告”的單一形式，采用過程性評價與成果性評價結(jié)合的方式：過程性評價：觀察學(xué)生在實驗中的操作規(guī)范性（如電路連接順序）、小組合作的參與度（如是否主動提出改進(jìn)建議）。成果性評價：除實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性外，重點評價“實驗改進(jìn)方案”的創(chuàng)意性（如用電磁鐵代替永磁體實現(xiàn)磁場強(qiáng)度可調(diào)）、“原理應(yīng)用報告”的邏輯性（如分析磁懸浮列車的電磁力平衡）。（三）技術(shù)賦能的實驗教學(xué)創(chuàng)新當(dāng)實物實驗受限于器材精度或安全性時，可引入虛擬仿真實驗（如PhET物理仿真平臺的“ChargesandFields”），導(dǎo)學(xué)案中設(shè)計“虛擬實驗任務(wù)”：“在仿真軟件中，改變磁場強(qiáng)度、粒子速度、電荷電量，觀察洛倫茲力的大小變化，與實物實驗的結(jié)果對比，分析兩者的異同。”這種虛實結(jié)合的方式，既拓展了實驗的可操作性，又培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)論證能力。結(jié)語電磁力實驗教學(xué)與導(dǎo)學(xué)案設(shè)計的本質(zhì)，是通過“做中學(xué)”與“思中學(xué)”的深度融合，幫助學(xué)生建構(gòu)電磁學(xué)的核心概念與科