目前，院校的理论教学大多涵盖有相应的实验实习教学，随着电子设备水平的不断提高，学生学习内容日益丰富，学习者的任职教育标准逐步提高，教学实践与实习设备的矛盾越来越突出。一方面，理论和原理知识繁杂抽象、难于理解掌握，另一方面，设备、装备的掌握使用又建立在理论知识的理解基础上，然而由于种种原因，实验实习设备和实践装备短时期又难于配备齐全，无可避免地影响了教学计划的全面实施。因此，探索缺少实验实习设备情况下的教学措施和方法尤为重要。
2.指导原则
要合理开展实验实习设备不足情况下的理论教学，既要把握实践教学的宗旨，合理分配理论、实践教学的课时比例。理论教学是主体，实践教学是基础理论的实际应用，要明确二者的主次地位。又要保证教学质量和良好的经济效益。教学手段和方法要得当，确保教学任务的顺利完成，又要能使有限的教学经费取得良好的效益。
针对院校理论教学演示环节的现状，切实结合教学需求和学生学习状况，正确处理好理论教学和演示环节的主次作用，全面合理开发虚拟实验系统，要着重把握以下方面。
一是虚拟教学要贴近教学，针对教学实际需求。虚拟实验系统要实现理论学习的主要演示功能，满足教学和实习的实践需求。虚拟实验系统的开发应该将相关演示功能展现出来，体现教学需求相关操作和知识。二是虚拟教学要设计合理，功能完善。虚拟实验系统虽然通过软件编程模拟实际的功能，但要充分考虑理论知识的代表性实验环节和设备使用的具体条件，虚拟仿真模型的建立要贴近设备实际。三是虚拟教学要满足任职需要，全面提升学生素质。虚拟实验仿真系统开发不能仅限于实现单一功能，应该结合实际开发相应系统的训练程序，要满足任职需要，促使学生得到全面的训练。再者，虚拟实验系统要在教学实践中进一步充实完善。
电子设备更新速度较快，设计开发人员的技术水准逐步提高，学生在使用过程中会提出一些问题和建议，虚拟仿真系统针对某一教学需求开发，必须在使用中不断更新完善，需要留有一定的扩展接口，为类似的教学训练提供通用平台，既要增加新功能，新模块，又要提高系统的通用性和推广性。一个项目的成功研制，要为以后研制其他类型的虚拟实验系统提供技术储备，以便推广至其他类型的教学需求，提高其通用价值。
3.无线电虚拟实验系统设计
3.1 设计目的
通信设备教学是培养通信人才的重要教学内容，是将原理知识与设备操作相结合的过程。通信设备水平在不断提高，新装备新技术的掌握，很大程度上取决于基础理论知识的学习。电工无线电原理是无线电设备课程的理论基础，涉及到电子元件、微机原理、电路分析、通信原理等方面，理论性强，复杂抽象，学生掌握难度较大。因此，建设机载无线电虚拟实验系统能够解决教学实践与理论知识的矛盾，方便学生的理论学习，而且能够节省大量的训练经费，达到高效节省的目的。
3.2 设计方案
无线电虚拟实验系统，是研究为适应无线电原理及设备教学而构建的模拟实验系统，必须围绕相关原理讲解及设备使用，满足不同期班、不同层次的教学需求。首先要准确定位，全面合理确定设计内容。以无线电课程的教学内容为主体，涵盖相关原理、设备教学的全部内容，包括无线电元器件、电路分析、电子线路、通信相关理论等，仿真原理的主要工作过程，演示工作波形。其次要主次分明，原理和设备的比重合理分配。以基本原理为主线，围绕无线电设备的使用，科学分配二者的比例。以原理知识作为基础，无线电设备内容作为核心和学习重点，贯彻设备的使用为目的的宗旨。再者要针对教学对象特点，适合本院校学生使用。结合本院校学员的知识层次和培训计划，针对其特点，设定合适的难度、深度，既要演示相关的理论、设备工作波形图，又要适合学生学习掌握。
无线电虚拟实验系统主要包括无线电虚拟实验系统基本架构、系统软件两部分的内容。无线电虚拟实验系统软件是该系统的主要部分，利用面向对象、虚拟仪器等技术手段，完成无线电虚拟实验系统软件的设计，主要功能包括：基本无线电原理、电台通信原理的虚拟演示等。
从无线电设备的教学目的出发，设计无线电虚拟实验系统，密切结合无线电设备相关的理论教学内容，以虚拟仪器为基础，采用实用的基于PC的数据采集（DAQ）技术，开发系统及虚拟检测软件，以微机和局域网为基础构成虚拟仪器实验系统。采用LabVIEW或CVI软件为开发平台，根据相关需求设计仪器的测试功能，代替常规的仪器，如函数发生器、示波器、万用表等，又能扩展成数字万用表、温度计、频谱分析仪或逻辑分析仪等不同的仪器仪表。通过开发系统软件来控制整个DAQ系统，完成采集原始数据、分析数据、输出结果等流程，实现对相关电路、器件、设备等的虚拟测试演示，以微机和局域网构成硬件环境，建成虚拟仪器实验系统。
系统建成后将配置多部虚拟实验系统终端，可以辅助无线电设备课的理论教学，教师可以通过多媒体演示实例并讲解其原理，代替实际仪器下的原理演示，提高学生对抽象理论的理解和掌握，能够充分满足通信专业的无线电理论教学需求，增强生动性、提高教学效果。
3.3 使用分析
关键词：无线电；教学；实践
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1005-913X（2012）03-0156-02
一、培养学习兴趣，增强学习信心
高职学生基础较之于本科生来说相对薄弱，如果只是片面的强调学习的目的，而不是重视培养学生的兴趣，很容易使学生产生逆反心理，失去对学习的信心。所以，教学的首要任务便是培养学生对学习的兴趣，只有兴趣才是最好的老师，学生只有对其所学的专业具备了兴趣，将学习由被动变成主动，教学和学习的效果都会事半功倍。无线电是一门与当前生活联系紧密的学科，它的应用覆盖了人们日常生活的方方面面，无论从收音机、电视、手机以及GPS等，这些在人们日常生活中经常出现的事物中都大量的应用到了无线电的技术，可以说无线电改变着人们日常的生活。在日常的教学中将理论知识与具体的生活实践联系起来，能大大的激发学生的学习兴趣和动力。因此，作为无线电专业的教师在向学生传授理论知识的同时，让学生了解这些理论的知识在现实生活中如何的运用以及其在将来的发展趋势，这样对学生来说无疑会拓宽视野。
无线电的课程综合性较强，对学生基础知识要求较高，在授课的过程中，有些看似很简单的公式或者概念对很多学生来说却是很陌生的，因此，在授课的过程中加入一些基础知识的讲授就是必要的。如在讲授谐振电路时，为了保证学生都可以听明白，必须要先将电感元件、电容元件、串联电路、并联电路等相关知识向学生做介绍，然后切入讲授的正题。这样，学生更容易掌握新的知识，增加学习的信心和主动性。因此，在授课的过程中，教师要根据具体的情况，灵活地控制教学的进度和内容，而不是对照教学大纲强行的套入。
二、构建和谐融洽的课堂环境
（一）师生良好的互动
教学过程需要师生之间良好的互动，高职学生正处在性格的叛逆期，自我意识很强，而表现在课堂上则表现出缺乏主动性的意识。传统的教育一直将授课的逻辑和完整性视为重点，而忽略了作为学习主体的学生的实际情况。教师在授课的过程中要能和学生做成朋友，了解学生的心理和需求，根据学生的实际情况及时调整自己的教学方式和方法。同时，教师必须具备创新和与时俱进的意识，科技及经济飞速发展的今天，只有不断的更新知识的掌握程度，充分利用学生的好奇心理调节课堂氛围，使学生积极主动的参与，让学生在融洽的学习氛围中掌握新的知识。
（二）利用多媒体技术
使用多媒体技术于教学中更有利于调动学生的积极性，使学生更快的掌握和接受新知识。在教学中运用多媒体的技术，可以更好的改善课堂的教学结构。计算机技术飞速发展，计算机的运用已经深入了生活的方方面面，教学亦是如此。利用多媒体教学的形象、多样、新颖、趣味、丰富等特点，结合无线电教学的特点，通过多媒体课件及技术的应用，充分调动学生的积极性，将视觉、听觉等都注意在课堂上，增加学生对知识的掌握程度，有利于提高教学效果。利用先进的多媒体技术，可以把抽象的事物变得很直观，更加鲜明地突出教学的重点和难点。如利用多媒体课件演示无线电信号的传送和接受过程，让学生对整个抽象的过程有个更为直观的认识。
三、教学方式多样化
（一）教学点面结合
无线电课程包括大量的电路分析、演绎推理等过程，要求学生可以综合的利用所学的知识点，交叉所学知识，如果没有一定的知识框架而只是单一的理解是很难做到的，因此在授课的过程中如果只是单一的掌握各章节的知识，那知识便被分解成了一个个的小块，容易忽略知识点之间的联系，忽略对知识整体的掌握，导致学生对零散的知识可以理解，而对于知识的整体掌握却不尽人意。因此，笔者认为，对知识的宏观和整体的了解是十分重要的。无线电课程共四部分内容。一是基础知识; 二是调谐电路; 三是滤波器; 四是调制与解调。如果分开讲授，学生很容易只是掌握几个公式和概念，难以将整体的知识框架联系起来，也很难了解无线电技术的实际意义和作用。反之，在每部分的内容的讲授中，如果可以例举出日常生活中的实际例子，则既可以使学生更加明确知识点的实质，也可以使学生明白在具体的应用中该知识点的运用。通过点与面的结合，可以是学生站在一个“面”的高度去理解和考虑所了解的这个“点”及其在“面”中所占的位置。如在讲授谐振电路时，可以以电视节目的接受为例子，引导学生从整个无线电信号传播的角度去理解。让学生明白空气中分布着众多的电视信号，众多的电视信号根据不同的频率划分，而电视的谐振电路是通过对频道的调节来实现的。谐振电路选择其谐振频率附近的信号, 而其他频率的信号被谐振电路衰减无法通过电路, 由此电视接收机就完成了节目的选择。这样的过程描述可以让学生明白谐振电路在无线电信号传输过程中的位置, 起到点面结合的作用。
（二）教与练的结合
心理学的研究证明，只有将理论的知识进行不断的练习才能真正的是使接受者掌握，尤其无线电包含了很多的概念和公式等知识点，如果仅仅是上课，不及时的加以联系的话，学生很难掌握所学知识点。在练习中学生可以及时发现自己的问题，教师可以发现学生的问题 ，这样有助于学生及时纠正自己的错误，也有助于教师找出教学中容易出现纰漏或者学生难于掌握的知识点，及时的纠正。练习分为课上和课外练习两种，课上练习可以布置一些较复杂的思考题，并在课上给学生一定的时间，然后直接回答，再由老师加以补充。这种练习可以对学习的知识点起到深入理解的作用。课外练习则主要以对知识的巩固为主，如对名词、概念、原理等的进一步理解和掌握。
（三）理论与实践结合
电力行业贯穿着发电、输电、配电、用电四个环节，涉及到发电厂、输配电网和用户。为了保证电力系统安全可靠经济运行，需要详细分析电网运行特点、选择合理的接线形式、选择满足要求的电气设备、设置各种保护措施等等。“电力工程基础”作为电力电子方向、自动化方向、电机电器方向以及建筑电气方向学生的专业基础课，涉及的内容包含了上述各方面知识。课程教材选用中国电力出版社出版的《电力工程基础》作为该门课程的教材，该教材为电力行业的精品教材，同时配以《电力工程基础学习指导》一书。
1.课程知识涵盖面较广该课程包含了对各类型电厂的全面介绍、各类电气主接线特点与应用、输配电网元件的稳态建模以及潮流与短路计算分析、电气设备的选择、负荷特性分析和保护的设置等。该门课程的内容基本涉及到了电力的各个环节，涵盖了“发电厂电气部分”、“发电厂动力设备”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等课程的基础先修内容。因为是基础课，与专业课相比，对内容的教学深度需要适度的把握。
2.课程理论性强、内容较抽象该门课程中的内容如输配电网的运行分析、设备的选择和校验、保护的设置和整定都需要进行大量的计算分析，理论性较强，且一环扣一环，相互嵌套，互为作用，如果前修知识点没有理解和掌握，后续知识的学习会更加困难。电力系统的运行特点是无法凭借眼睛直观观察，无论是潮流、电压、损耗、电流等必须通过仪表测量、采集、传输到数据库方能进行分析与统计。设备选择如断路器、隔离开关、电流互感器等设备以及电气主接线的选择等都比较抽象。
3.电力行业快速发展，相应的教学内容需要不断更新电力行业快速发展，技术不断推陈出新，如保护装置、防雷装置、调速装置、接线方式等的不断发展使得课程有些内容需要不断调整。电网的发展如分布式电源的引入、特高压的引入、灵活交流输电系统的引入、电力市场的不断发展等使得电力系统的运行特点与传统电力系统有所差别，为了能让学生跟得上电力技术的发展，课程的相关内容也需不断更新。
二、工程案例教学的引入
电气工程与自动化学院毕业的学生大多从事生产一线的工作，需要具有分析问题和解决问题的能力，需要具有良好的专业素质和实践能力，能从错综复杂的现象中抓住本质，及时、准确地解决工程中遇到的问题。这些技能离不开对电力系统原理和系统性知识的掌握。但单纯地根据课件或教材讲原理，学生难免会觉得乏味、枯燥，而且看不到应用的前景，主动性和积极性都无法提高。因此，在课堂中适当引入工程案例教学，从案例中让学生明白理论同时学会把理论和实际进行结合，老师也从简单的知识传授者与灌输者变成学生的引导者和促进者。“电力工程基础”课程主要知识点引入主要的案例分析如下：
1.水电厂和火电厂的运行如果只是简单根据流程介绍水电厂从水库到尾水管的工作过程或火电厂概括地阐述风、煤、水、蒸汽、烟、尘等系统，则既抽象又显枯燥。如通过案例教学方式，引入实拍的水电或火电教学片，让学生观看一遍，然后针对课件中的相关知识结合教学片中具体过程和实物进行讲解，学生会更容易理解。
2.电气主接线电气主接线需要介绍每种接线方式的优缺点、倒闸操作、图形的绘制等。主接线方式有单母线及改进接线、双母线及改进接线、一台半断路器接线、单元接线、角型接线、桥型接线等多种接线形式。如果一一介绍各种接线，学生不但记不住还很容易混淆。根据收集到的一些电厂和变电站的典型资料，分析具有以上不同接线电厂或变电站特点；再根据变电站的实际特点引入接线方式的分析，从实际到理论，让学生主动归纳各自的优缺点，让书本知识形象和生动起来，在生动中培养学生追索知识的动力；同时，在介绍电厂和变电站接线时也可以引入一些设备的介绍，为后面的设备选择奠定基础。倒闸操作也是相对复杂的，如母线隔离开关相对线路隔离开关“先通后断”或断路器相对隔离开关“后通先断”。学生总觉得特别难以理解，而这个知识点的理解正确与否关乎学生对实际生产的安全操作，对人生的保护。因此，在这个知识点上特地根据实际操作制作了flash工程设备操作程序动画，让学生观察违规操作引起电弧和大面积停电现象，在潜移默化中让学生明白道理，无需复杂的分析。
3.输配电网的运行分析在给学生介绍本章的基本概念后，引入电力工程数字仿真软件PSASP进行电力元件的稳态建模、潮流计算、短路电流计算。为了让学生便于理解，仅选取5节点系统和无穷大系统作为演示，演示潮流计算、短路计算和暂稳分析。通过PSASP良好的人机交互界面，曲线阅览室等让学生直观而形象地理解实际的潮流计算和短路计算结果。当然，演示过程中需要插入原理性的分析，通过改变元件参数、电压水平等观察计算结果的变化，巧妙引入电网运行分析原理，避免公式的大量直接推导，让学生的兴趣和积极性得以提高，主动去探索，由“教为中心”过渡到“学为中心”。
4.继电保护和防雷保护继电保护在“电力工程基础”这门课中主要讲三段式保护。三段式保护包括动作电流的整定、动作时间的整定、灵敏度的校验等，分析起来较为复杂，而且保护之间的相互配合用语言来描述反而让学生容易混淆。只能通过软件模拟实现工程实际的典型三段式保护的整定和动作案例，分析不同地点短路时保护的动作与配合、不同线路参数和短路方式对保护灵敏度的影响。防雷保护则可以从生产实际中引入案例，如变电站、电厂等。
三、结束语
关键词：电工基础；实践教学法；课堂教学
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2014）15-0128-02
《电工基础》和《电子线路》是电工电子类专业基础课程，这两门课程对后续学习专业知识有很大影响。尤其是《电工基础》也是学习《电子线路》课程的基础，直接影响《电子线路》知识的学习，可以说《电工基础》是专业基础课程中的基础课程，其介绍了专业课程中所出现的各种电类物理量的符号、单位、公式，电路、分析方法和基本定律定理。这些专业基础课知识掌握的多寡，直接决定学生在今后专业领域内能够取得成就的高低，所以在教授学生学习该课程知识时，教学人员、学校会用一切手段方法来促进学生的学习，期望学生能够尽可能多的掌握众多的知识点，帮助学生打下牢固基础。笔者结合多年的教学经验和学校实际情况，总结如下教学方法。
从教育学和心理学角度分析知识的掌握过程，认识到学习的过程实质上是信息的传递过程，是信息经过反复刺激内化的过程。从建构主义学说角度看，教学活动是一个过程，教学应关注其过程而不是结果。在过程中学生因疑惑、好奇而引起主动探究性的学习，在学习过程中出现的错误或失误及惊奇等现象，恰好反应了学生在学习过程的投入与参与，学生在做中学，在学中做，正是知识内化吸收的过程，而教师在教学活动中的职责仅是学生的引导者，辅助者或咨询者和学习的资料提供者。
《电工基础》课程主要特点是内容抽象、逻辑想强、推理过程复杂，其内容是理论知识更是实践操作技能，相对于初学者来说，学习《电工基础》有很大难度。讲授《电工基础》课程时，如认为教学活动是一个过程的认知来开展教学时，则其教学方法将于传统教学方法有很大不同。不同点在于教师授课前不仅要备好教材、备好学生，还要准备好课堂所需设备材料，还要科学合理的安排好教学时间和步骤，避免教学过程中出现无效率时间浪费和无序现象。为了能够向课堂45分钟要效益，向管理要效益，首先要对教学方法进行分析。
1 教法分析
1.1 结合教材内容确定教学法―演示实践教学法
《电工基础》在结构上可分为直流电路部分、磁路部分和交流电路部分（又分为单相交流电路和三相交流电路）三个模块。
直流电路重点为两电路（简单直流电路和复杂直流电路）及其分析方法（欧姆定律和基尔霍夫、戴维南、叠加定理等），通过演示实验教学方法以展示电路连接演示过程、仪表测量过程，学习方法以学生亲自实践操作、受教师引导归纳整理为主，通过作业或实验报告为辅助的学习措施，促进知识掌握与技能水平提高。
磁路的重点为三个定则（安培定则、左手定则和右手定则）及电磁感应，教法以展示磁场、磁感应现象演示过程、动画模拟为主，学法以安排学生结合演示实例进行实践操作为主，根据教师分析和引导，自主归纳总结学习这部分知识。
单相交流电路重点是R、L、C构成的电路及分析知识。教法以演示、实验教学法为主，学法以学生实践操作及观察为主，根据教师的指导自主归纳总结为。三相交流电路重点放在三相交流电源和三相负载的连接上，教学法以理论分析、练习计算为主，辅助实践操作。
专业教育的宗旨是培养技术应用型技术人才，因此，教师在制定《电工基础》教学计划时，要兼顾理论教学和实践教学这两个环节，要做到理论与实践、知识传授与能力培养相结合，以知识掌握和技能水平提高贯穿教学全过程。
1.2 结合生活实际确定教学法――实例教学
生活中家庭的家用电器性能越来越好，使用范围越来越广，从厨房、浴室、照明、娱乐等各方面看用电设备的高档化和复杂化，对线路的设计、布线工艺水平和安全防保等方面提出了更高的要求。在教学过程中思考如何在《电工基础》教学中体现出其实用性？要求教师备课内容上要结合生活中的日用电器，学生要能在教学后分析出家用电器的处于的状态，能够分析计算电器工作电流。通过结合生活实例的教学方法可以提高学生的学习兴趣，也提高学生的分析、判断能力，不仅在课堂上有学习目标，课后也有检验标准。
实例教学法能让学生深切感受到《电工基础》知识的重要性，又能学以致用，解决实际问题，提高了自己的理论知识好实践动手能力。如：家用电器在正常运行时，其两端电压和通过的电流、线路电流、消耗功率的计算是电工中基本的计算，学生通过测量计算，即使对知识的领会，也是将知识融会贯通，将各章节的知识点有机统一，让学生应用基本公式和方法算出家庭用电线路上电流大小、功率多少，进而确定导线的线径、电度表的容量、线路铺设、安全保护方法等。
因学习《电工基础》课程的人员都是刚刚接触新知识学生，可能还没有掌握上述中的一些内容，但可通过教师在教学过程中的提示引导，激发学生的主动性、自主的去探究新知识。如：手机在学生中早已普遍，使用手机不可避免要给手机充电。手机充电器外形结构各异，使用中常出现接触不良造成手机电池无法充电的现象。在讲授直流电路状态时引入该现象，更能加深学生对此理解。通过用万用表测量判断问题点，引导学生思考如何解决该问题所在，最后指出对触点或导线的处理方法，解决自身实际问题，既提高兴趣又提高能力，双方皆大欢喜。再如：断路是电路一种常见的运行状态，如一幢楼或一个家庭的供电线路，突然发生熔断器断开故障，教师根据断路运行时电路中的电压、电流的大小和有无等特征来判断断路点，引导学生利用此规律进行分析而找出故障点，最后排除故障，同时指出熔断器的作用和对其的要求。通过理论结合实际的教与学讲解方法定会达到事半而功倍的效果。
1.3 结合后续专业课程确定教学方法――比较教学
《电工基础》课程在各专业教学模块中好像自成体系不与各专业发生直接关联，但《电工基础》课程之后的很多课程，如《电工测量》、《电气测量技术》、《电力拖动》等课程都与《电工基础》有着理论紧密联系。在讲授《电工基础》课程时，相对深层次的做知识引申，联系专业课程，既能引起学生更加重视相关内容，又能提升学生学习兴趣，使课堂气氛活跃，促进知识的进步掌握。讲授《电工基础》时，有预见性地将一些后续专业课程知识提前用电工基础知识进行分析，如：在讲电磁感应现象时，可以分析线圈储能现象，可将正常工作中日光灯的镇流器从电路中断开，而后用万用表测量其端电压，即可判断，在这里可将抽象难以理解的知识以实物验证方式展现出来，降低理解难度促进知识掌握。又如：讲授变压器和电动机的工作原理；讲到具有不同性质的元件组成的各种电路，其电压、电流的相位关系是不一样的，对单相异步电动机中的电容分相式电机的自行启动过程进行分析；在讲简单直流电路中串联电阻时，对串入三相异步电机定子绕组中的电阻作用进行分析，起到降压限流作用；在讲授三相交流对称负载时，结合三相异步电机和三相变压器的线圈接线方式等。
通过这种将《电工基础》课程与后续专业课知识紧密联系在一起，既提醒学生关注本课程与专业课程的关系和所处的重要基础地位，又将本课程的知识顺利迁移到另一课程中，让学生明白基础课与专业课是一条知识链的衔接关系，加深对《电工基础》课程的理解。
1.4 结合课程理论和实践技能确定教学法――实践教学
《电工基础》课程本身是一种既有理论又有技能课程。在教学中为使难以理解的教学内容具体化和形象化，通常采用在一段时间内教学中穿插几次学生实验课，期望达到良好的教学效果。但实际教学实践表明，因实验课持续时间较短，易造成实践教学与整体教学内容较为分散感觉。这种洒水式的实验教学较难达到通过实践来强化刺激理论，并训练出一定操水平的教育目标。特别是中因为培养出具有优秀技能水平的学生，规划课程学时数时，《电工基础》课程由于自身的知识特点，几乎在理论课时中很难再挤出实验学时，给正常教学增加了难度。
针对这一矛盾，需要大力探索《电工基础》课程的教学方法，建议在教学过程中，大力引入演示实践教学法，研究《电工基础》课程中的每一节如何利用实践环节取论教学过程，并能达到良好的教学效果。通过大量加强实践教学，培养教师分析教材、理解教材和驾驭教材的能力；培养学生实际的操作能力、分析问题能力解决问题能力，同时培养学生的团队合作能力和逻辑归纳综合能力。让学生在较为紧张的时间内，完成规定的教学任务，提升效率，培养集中精力专心解决问题的非智力因素。通过长期的教学训练，培养学生养成独立操作的良好习惯，为后续的专业课程学习打下良好的习惯，使之适应更高强度、难度更大的专业实践操作训练。大量的实践教学培养了学生对电工工具、电工测量仪表的使用技能，培养了学生对电工电子工艺图、线路图、原理图读图和识图能力，电气器件的安装技术及布线工艺、操作规程和安全防护技能等。
《电工基础》是一门最基础最重要的基础课，教学中教师应结合生活实际情况，在强调理论知识和实践能力的培养中，能够为学生后续的专业课学习打好坚实牢固的基础。
2 实践教学效果的评价
在建构主义理论中，认为学习是一个活动，其本质是对一个活动的探究和理解。即学生不是被动、消极的知识接受者，而是主动、积极的知识探究者，学生在教学过程中，是一个积极的学习探究者，教学的作用就是要形成有助于学生独立探究的情境，让学生自己寻求问题解决的思路和途径。
《电工基础》教学中，为了能突破传统的教学模式而将其顺利地转换成以探究活动为主的教学模式，以教学过程来评价课堂教学效果，向课堂要效益，向45分钟要效益，需要任课教师课前准备好课程中的实践器件，组织安排好各教学环节中的步骤、时间、操作内容和评价方式。
教学物品：工具、仪表、导线、器件、纸质资料等。
实践步骤：演示与观察、根据原理图连接电路、检查连接正确性、申请教师检测、通电观察与处理，数据测量、分析与归纳、实践结论、填写实践报告或作业。
教师评价（观察活动过程中学生各方面表现，给予恰当评价）：
智力因素：识图能力、电路连接、错误检查与排除、数据测量、分析与归纳、结果正误。
非智力因素：主动性、观察能力、团队合作能力、安全操作、流程顺序、环境整理。
学生评价：主动性、观察能力、团队合作能力、安全操作、流程顺序、环境整理。
实践教学的过程以知识是学习者自我建构的结果，所以教学活动不是一个传授、灌输知识的活动，而是一个激发学生建构知识的过程。教学就是要创设或者利用各种情境，帮助学生利用先前的知识与己有的经验在当前情境中进行学习和认知。
教师是人们向来认同“传道、授业、解惑”的说法，所以在传统教学实践中，教师多是知识的传授者、班级的管理者。但在建构主义看来，教师的价值就体现在能否激动学生以探究、主动、合作的方式进行学习，教师应该是学生的引导者，辅助者或咨询者、学习的资料提供者。
教学活动体现为合作、探究方式。传统中教学多成了一种管理活动，强调规范和纪律，而学生的学习反被淹没了。教学要能引导学生主动参与知识的学习，一方面使学生面对问题情境，刺激他们思考、探究，另一方面营造人际互动、互激的情境，让学生学会在合作中学习。
参考文献
[1]杨淑芹.教育学教程[M].上海：华东师范大学出版社，2007，08.
[2]王道君，郭文安.教育学[M].北京：人民教育出版社，2009，05.
0 引 言
射频识别（RFID）是一种自动识别技术，利用空间电磁场实现信号的非接触传递，达到识别目标信息的目的。随着通信技术和半导体制作工艺的发展，微波领域的RFID应用越来越广，而作为物联网工程专业核心课程之一的RFID技术，对物联网感知层感知水平的提高起到关键作用，物联网工程专业实践教学开展的质量对培养复合型工程应用人才质量的影响至关重要。但大多院校物联网实践教学均围绕传感器、无线传感网络构建分析和RFID基础理论验证开展，正确把握物联网各专业课之间的联系特点，同时设计好其实践教学环节已成为各高校需要关注的问题。
1 RFID实践教学体系
物联网是一个涉及计算机软件、电子信息、通信工程和信息安全等专业知识的学科，需要对以上各专业技术集成创新。RFID基础理论包含了上述各专业知识，但又是一个独立的完整体系架构，其实践教学是整个物联网专业实践教学环节的重要组成部分，由于各高校侧重学科不同，RFID实践教学的开展也不相同，大致可分为以下3类：
（1）通信类实践。RFID实践教学主要依托通信知识开展，包括电子标签和读写器通信编解码方式的实验、调制解调的实验、无线传感节点通信实验等，课程设计和毕业设计等实践也均围绕通信技术开展。
（2）计算机软件类实践。RFID实践教学以软件类为主，主要包括通信协议分析实验、防碰撞算法验证实验、编解码算法编程实验等，课程设计和毕业设计为中间件开发、应用系统软件设计等。
（3）电子类实践。RFID实践教学主要以电子信息类为主，包括电子标签读写实验、电子标签和读写器阻抗匹配实验、射频电路仿真实验等，课程设计和毕业设计为RFID阻抗匹配网络设计、读写器电源设计、读写器射频电路设计、射频频率跟踪系统设计等。RFID实践教学体系结构如图1所示。
2 物联网RFID实践教学创新模式
由于物联网涉及多项专业知识，所以RFID实践教学模式不应是某一类专业的教学，应当综合通信专业、计算机专业和电子专业的实践，以通信专业知识理论验证为基础，电子专业硬件设计制作为平台，计算机应用软件设计为目标，贯穿RFID实践教学体系，才能把众多专业知识在RFID课程中融会贯通，达到比较全面的实践目的。和以往依托院校特色专业为基础的物联网专业实践教学开展模式不同，RFID实践教学创新模式体系构建如图2所示。
（1）基础理论验证，主要为RFID通信技术基础理论的验证实验。包括RFID通信模型中的各种编码解码波形观察分析对比，常用调制解调算法的实现和波形观察，125kHz/13.56 MHz/900 MHz RFID标签内容在不同标准体系下的读写实验以及RFID天线频率、方向性、阻抗和稳定性仿真分析。其中编解码、调制解调和电子标签读写实验可由RFID综合实验平台的试验箱实现，天线特性仿真分析可由HFSS或者MWS等仿真软件实现。
（2）硬件设计，主要为RFID读写系统部件的设计。包括电子标签和读写器的设计，其中电子标签的设计主要为天线设计，读写器设计主要为射频电路和天线的设计，可以按照模块分次完成，也可以课程设计的形式进行实践教学。
（3）软件设计，主要为读写器读写程序的设计和防碰撞算法的实现。包括低频和高频的读写器数据存取程序设计或者仿真，ALOHA及其改进算法以及BTS算法的仿真和观察。
（4）应用系统集成，主要为RFID通信系统的综合应用设计。包括利用单片机或DSP实现抑或其他基于无线通信技术的应用系统设计，如单片机控制的RFID标签汽车防盗系统、考勤系统和一卡通信息读取系统的设计。可以以课程设计或毕业设计的形式进行实践教学。
RFID实践教学体系基础理论验证实践平台如图3所示。
3 RFID实践教学创新模式实施应注意的问题
RFID实践教学创新模式的实施应注意以下几个问题：
（1） 理论教学相关知识的完善。为实现RFID实践教学开展的有效性，与其相关专业知识的补充十分必要，主要包括通信基础理论、无线通信技术、电磁场电磁波技术、微波技术和天线理论等基础知识，而这在一定程度上取决于培养计划的保障。
（2） 实践教学设备的配置。实践教学开展的好坏直接受制于其配套设备，RFID实践教学创新模式实施的必要设备包括具有通信编解码和调制解调功能的综合开发平台、RFID标签制作综合试验箱、电磁场电磁波或天线特性分析软件和不同频段的RFID读写器等硬件设备。
（3） 实验室师资队伍建设。物联网RFID课程涉及多专业、多学科，单一学科的实验室人员无法胜任学生实践教学的指导，因此应加强实验室师资队伍的建设，由专业课老师来指导学生的实践教学。
知识与技能仿射教学法（Knowledge and skills affine teaching，缩写为K&SAT）是以讲授某项内容过程的开始为起点、结束为终点，过程（或过程节点）讲解中采用以知识导向技能扩展应用、技能唤醒知识拓宽应用方向的一种教学法。此方法不仅可以应用在某门课包括实验、课程设计等教学过程中，更可以应用于人才培养方案的整个课程体系中。专业人才培养是以知识与技能培养为支撑，以培养学生胜任岗位能力为目的，具有专业性、系统性。单项培养往往只能解决这个系统的某一部分，而单项培养间也组成了一个相应的系统。本文结合武汉理工大学华夏学院（以下简称华夏学院）通信工程专业教学改革经验，介绍如何运用K&SAT于课程及其体系中。
为了满足数字化信息化社会对具有综合素质的通信工程专业人才的需求，华夏学院通信工程专业自2012年实施教学改革，以3G无线通信为主导，培养学生无线终端（手机、导航仪等）及无线网络的设计生产、增值应用及维护运营的专业知识与技能。通过采用K&SAT，整个培养方案及其课程体系贯穿了“知识点连贯、技能要素衔接、理论实践一体、就业方向清晰”的指导思想，克服了知识体系上大而不全、粗而不精，技能体系上重传统不跟进、什么都学什么也不会，就业上方向不明确、应用面窄等缺点。
1 课程体系
考虑通信工程专业各课程之间知识点的衔接性，课程体系由七模块组成，包括公共基础、学科专业工具、学科基础、专业基础、专业科技、专业人文和集中实践。
（1）公共基础。
包含外语、数学、物理、电路等基础课程，使学生掌握最基本的数学变换、数值处理、声光电磁等物理现象分析、以及简单电路分析的能力。
（2）学科专业工具。
提供本学科必须掌握的专业工具的课程，是对公共基础课程知识点的实践应用，也是对专业课程的技能支持，包含数值分析计算工具、系统仿真测试工具、低中高级编程语言、数据库、以及终端操作系统等课程。
（3）学科基础。
提供信息与通信工程学科相关的基础课程，为专业课程的学习打下良好的基础，包含计算机网络、模拟/数字信号处理、电路与数字系统设计、传感器原理与技术、信号检测方法等课程。
（4）专业基础。
提供通信工程专业相关的基础课程，包含无线通信原理与系统、通信协议、无线信号传输与接入技术、无线网络检测技术等。
（5）专业科技。
提供与“无线通信”这一专业方向相关的专业课程，加深学生对专业知识的理解，提升专业技能。包含无线终端设计技术、无线网络系统设计技术、无线网络信息安全技术、无线系统检测技术、无线增值服务技术等课程。
（6）专业人文。
在注重专业技能培养的同时，课程体系的设置也应凸显对学生专业人文素质的培养，帮助学生了解行业动态，掌握必要的社会技能以使其毕业后能尽快的步入通信行业。此模块包含通信传媒综艺欣赏、专业技术演讲、通信专业外语等课程。
（7）集中实践。
此部分是实践环节，主要体现在对专业课程的课程设计环节，是课程体系设置中不可缺少的部分。包含无线终端与系统设计、无线自组网设计、无线通信系统设计、终端增值软件设计等。
2 课程体系七模块仿射
通信工程专业课程体系七模块间的K&SAT仿射运用如图1所示，各模块以各自知识点为核心，为其他模块提供仿射依据，知识点相互衔接，技能相互传承。
图1中，长方形框表示模块，半圆框表示提供基础方法类别，圆角矩形框表示最终成果，虚线箭头线（双向）表示仿射路线或区域，实箭头表示提供内容仿射方向。这样，就明确了各个模块间知识与技能的仿射依据、目的和目标，使学生明白不同阶段课程间的关系。学生在学习过程中，能够知道在学习对应模块的课程时需要用到先导课程的哪些知识点，以及为后续课程储备哪些技能。整个课程体系在K&SAT仿射教学法的运用下，专业方向设置明确、重点突出，为学生的就业打下了良好的基础。
3 课程间仿射
在课程体系中，各模块之间都有相关性。由于各模块中所含课程较多，且专业人文模块是展现专业技能的辅助手段，此处仅从其余六模块中选择一门课程，谈谈如何运用K&SAT。六门课程分别为：高等数学（公共基础模块）、JAVA（学科专业工具模块）、模拟/数字信号处理（学科基础模块）、无线通信原理与系统（专业基础模块）、无线网络系统设计技术（专业科技模块）、无线自组网设计（集中实践模块）。
（1）高等数学。“函数”为通信五大模块、网络模型的建立提供方法，“数列”是模拟信号数字化的基础，“微/积分”是频谱分析基础，“级数”为信号评估提供基础方法。
（2）JAVA。JAVA编程语言为模型建立、信号与系统模拟、系统信息可视化网络化管理提供工具。
（3）模拟/数字信号处理。无线电传播是无线电系统的根本，模拟信号的捕获、获取、数字化要通过电路形成系统的处理，无线电数字处理技术是现代软件无线电的基本保障。
（4）无线通信原理与系统。无线通信原理是无线网络通信系统的理论基础，其五个模块（信源、发送设备、信道、接收设备、信宿）设计是网络系统设计的主要对象。
（5）无线网络系统设计技术。课程从技术角度，按工程需要，用理论做支撑，实现系统设计及检测与评估。
（6）无线自组网设计。根据实际需求或对象进行综合设计并实现，设计成果可辅助就业。
4 相关专业仿射
除通信工程专业外，华夏学院开设有电子信息工程、物联网工程、测控技术与仪器、自动化、计算机科学与技术、软件工程等电子信息类专业。这些专业的师资力量和教学设施都能实现共享，这为K&SAT在专业间的仿射实施提供了很好的平台。通信工程专业通过实施K&SAT，如公共基础模块课程中教授模型、方法，学科专业工具模块中提供仿真工具，学科基础模块中培养学生分析电路的能力，专业基础模块中教授通信的基本原理等，这些知识与技能都可以运用到物联网工程、测控技术与仪器及自动化等专业的社会应用中。
在K&SAT实施过程中，对相关专业进行仿射，通过系统训练后，不仅能使学生技能满足专业性就业，也能帮助学生完成本专业外其他领域的就业，培养其具有适合多岗的应用研究和实际应用的能力，满足社会相关岗位的需求。
5 结语
专业人才的培养依靠其培养方案及课程体系的设置，只有综合考虑了课程的整体设置及先后逻辑关系，才能使学生确立明确的学习目标，培养其适应社会的技能。K&SAT的运用实施，对课程体系中的主体-教师和学生也有一定的要求。
Wireless Communication Systems
From RF Subsystems to 4G
Enabling Technologies
2010，1024pp
Hardback
ISBN9780521114035
杜克林等著
无线通信系统(Wireless Communication System)也称为无线电通信系统，是由发送设备、接收设备、无线信道三大部分组成的，利用无线电磁波，以实现信息和数据传输的系统。4G移动通信系统即下一代移动通讯，是移动通信系统演进过程中的一个阶段和目标，它不仅采用新的无线传输技术提高通信系统的性能，而且与现有的各种有线与无线网络相融合；它不仅包含现有的移动蜂窝网络结构，而且在某些环境下也可以采用Ad hoc方式进行组网，或者采用两种结构的组合形式，形成蜂窝网络下的两跳或多跳网络结构方式。
本书涵盖了目前以及下一代移动通讯与无线网络系统的所有关键技术，涉及CDMA技术、OFDM技术、超宽带、turbo和LDPC编码、智能天线、无线Ad Hoc和传感器网络、MIMO和认知无线电，为读者提供了掌握无线系统设计所需要的一切知识。本书共22章，1.无线网络发展史、无线系统各部分基础知识，以及本书结构等内容；2.各种无线通讯发展概况；3.无线通讯系统中影响频道和传播的各种因素；4.蜂窝和多用户系统的概念与相关技术；5.无线通讯系统分集技术；6.信道估计、信道均衡、脉冲整形等内容；7.各种调制与解调技术；8.扩频通讯原理及具体应用；9.正交频分复用的相关知识，以及正交频分复用的具体应用；10.天线设计原理及基础；11.射频与微波子系统的各部分原理分析与电路等内容；12.A/D和D/A转换相关知识；13.信号处理的相关技术；14.无线通讯系统信息理论相关基础；15.信道编码的基本技术；16－17.信源编码中的语音和音频编码、图像和视频编码；18－19.两种多天线系统：智能天线系统和MIMO系统；20.超宽带通信的相关知识；21.认知无线电相关知识；22.无线自组织传感器网络相关知识。
本书详细介绍了射频子系统及天线的性能、设计和选择方法，使读者对于无线系统有一个清晰概览，也是第一次完整的介绍无线系统中语音编码器和视频编码器的教科书。本书有400副插图，侧重于实际和艺术的系统设计技术，而不是系统设计的数学基础，适合于无线通信领域的研究生和研究人员，以及无线和电信工程师。
杜克林，IEEE高级会员，1998年在华中科技大学获得博士学位，1998－1999年在中国华为公司从事软件开发；1999－2000年在中国电信技术研究院TDD研发部移动通讯中心从事射频系统设计。2000到2001年在香港中文大学微波与通讯实验室从事项目管理；2001年加盟加拿大Concordia大学信号处理与通讯中心，并于2008访问了香港科技大学。他的主要研究领域包括信号处理、无线通信、射频系统、神经网络。
M. N. S. Swamy是IEEE会员、英国工程技术学会和加拿大工程信息中心会员，并获得许多IEEECAS奖励，包括在1986年GuilleminCauer奖、2000年教育奖和50年金质奖章。是加拿大Concordia大学电气与计算机工程学院信号处理与通讯中心主任；他还是Concordia大学1977到1993年期间工程与计算机科学学院院长。他发表了大量关于电路、系统和信号处理的论文，合作四本书。
杜利东，助理研究员
（中国科学院电子学研究所）
明确“工程电磁场”在输电线路工程专业课程体系中的定位
三峡大学电气与新能源学院输电线路工程专业在大二上学期开设“工程电磁场”课程，此前学生只学习了“电路原理”这门学位课程，并未涉及其他专业或学位课程。因此，为学生讲解输电线路工程专业课程体系并明确“工程电磁场”在课程体系中的定位对学生学习这一课程显得至关重要。
因输电线路工程专业培养的是“从事输电线路设计、施工、运行维护等行业的卓越工程技术人才”，其课程体系与传统电气类专业（电气工程及其自动化）有本质区别，主要涉及机械类和电气类两个方面。
首先，以工程实践为学生讲解机械类专业课程，如：西电东送工程中，需要将电能由贵州送至广东。项目实施的第一步便是需要设计一条贵州至广东的输电线路，其中又包括支撑输电线路的杆塔和基础。因此本专业开设了“架空输电线路设计”和“输电杆塔及基础设计”。设计工作审核完成之后，需要施工作业才能将设计好的图纸转化为实际的输电线路，因此“输电线路工程施工”便是本专业课程体系的另一专业课程。施工完成的输电线路投入运行时，在各种恶劣气象条件下，输电线路会出现断线、倒塔等故障，故必须对运行的输电线路进行维护，“架空输电线路运行与维护”便是为让学生掌握输电线路运行故障而开设的专业课程。同时，这些专业课程都与学生今后的工作密不可分，如：电力设计院工作的学生需要熟练掌握“架空输电线路设计”和“输电杆塔及基础设计”，施工单位（如送变电公司）工作的学生则侧重“输电线路工程施工”，检修公司工作的学生更需要“架空输电线路运行与维护”这方面的知识。总体说来，不同岗位的学生虽然要求的侧重点不同，但因设计、施工及运维之间的相互关联性，必然要求学生对每个方面都有所涉及，才能为以后的工作打下坚实基础。
输电线路虽然偏向机械，但其功能是为了传输电能，故输电线路工程专业的学生必须具备相关电气类专业知识，其主要包含有两个方面。一是大一下学期已经学习的“电路原理”，这是从“路”的角度研究输电线路，它将实际的输电线路简化成电阻、电感及电容等集中参数，研究输电线路总的电流、电压及功率等；“电路原理”是后续专业课程“电力工程基础”和“电力系统分析”的基础课程。二是本文探讨的课程“工程电磁场”，这是从“场”的角度出发，研究输电线路中导线的电流分布、输电线路附近的电磁场及绝缘子串的电场分布等；“工程电磁场”是后续专业课程“高电压技术”的基础课程。
综上所述，在输电线路工程专业体系中，“工程电磁场”属于电气类专业课程的一门基础课程，它为“高电压技术”提供相关电磁场的理论基础。此外，因开设输电线路工程专业的高校较少，本专业学生如需继续攻读硕士、博士研究生，一般选择“高电压与绝缘技术”这一研究方向，这就使得“工程电磁场”在输电线路工程专业体系中占据一定的地位。
输电线路专业的学生学习“工程电磁场”意义重大
输电线路工程专业的学生对“工程电磁场”课程不重视的主要原因之一即是认为这门课程对自己今后的工作没有益处，这也是老师需要为学生解决的第一个问题：输电线路工程专业的学生为什么要学习电磁场？首先，掌握电磁场知识将为输电线路工程专业学生今后的工作安全提供保障。电力行业本身具有一定的危险，稍不留意便有危及人身安全的隐患。随着电网的发展，为传输更大的输电功率，同塔双回输电线路已成为我国主干电网网架的发展趋势，这就为输电线路检修、运行和接地开关设备的选型带来新的问题。如：1000kV同塔双回输电线路一回正常运行、一回停电检修时，若没有学习电磁场知识，会误以为停电检修回路因为线路开路不存在电压或电流。实际上，因为静电感应和电磁感应现象，停电检修回路中存在很高的感应电压，有时甚至高达100kV，这一电压对工作人员的人身安全有极大的威胁。其次，与用户沟通亦需要学生具备电磁场知识。优质服务是供电企业的生命线，解决用户问题是优质服务的基本条件。如：某些居住在输电线路下方的居民反映金属类工具带电、电视机信号差等问题。只有掌握电磁场知识，才能理解为什么会存在这样的问题，才能为用户更好地解决这一问题。最后，电磁场几乎存在于我们身边的每一个角落。当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线广域网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术都是利用电磁波作为载体传输信息的。可以说，现代文明离不开电磁场技术，这就是输电线路工程专业开设电磁场以及学生必须学好电磁场的原因。
如何学好“工程电磁场”是关键
怎么学是学生最关心的问题。要学好工程电磁场，首先必须对电磁场有一个总体的认知，总结为三个方面：散度与旋度；高斯定律与安培环路定律；麦克斯韦方程组。散度和旋度是电磁场中最重要的两个概念。在学习散度和旋度的时候，一定要从物理意义上去理解它们；然而很多学生学习散度和旋度时，大部分精力花在了散度或旋度相关公式的推导，导致认为学好电磁场必须要很强的数学功底，这样可能会打击学生学习电磁场的信心。散度，从字面出发，即表征场的发散性；若散度为零，表明场不具有发散性，即不会观察到从一点会源源不断地发散出场，反之则说明场具有发散性。以正的点电荷产生的电场为例（图1（a）所示），其产生的电场由正的点电荷出发，终止于无穷远处，即电场源源不断地由正的点电荷发散出来，场具有发散性，说明静电场是散度场。旋度，从字面上理解则是表征场是否具有涡旋性。以无限长通电直导线为例（图1（b）所示），其产生的磁场以导线为圆心，首尾相接形成闭环，即场具有涡旋性，说明恒定磁场是旋度场。掌握散度和旋度的物理意义，建立“散度即发散、旋度即涡旋”的思维方式，是学好工程电磁场的第一步。
工程电磁场之所以难，主要原因是其计算涉及大量微积分的知识。但是，不管计算过程如何复杂，高斯定律和安培环路定律都是电磁场计算问题的基础。高斯定律用于计算电场，安培环路定律用于计算磁场；在场域内选择适合的计算域是运用高斯定律和安培环路定律的关键。计算域的选择，其实就是对场的分布性质的把握。计算正的点电荷的电场时，选择的计算域是以点电荷为球心的一个球面。因为这一球面上电场强度大小处处相等，方向与高斯面方向一致，运用高斯定律相当便利。计算无限长通电直导线的恒定磁场时，选择的计算域则是以直导线为圆心、垂直于直导线的圆环。因为这一圆环上磁感应强度大小处处相等，方向与圆环平行，运用安培环路定律即能计算磁感应强度。掌握高斯定律与安培环路定律，有助于学生更进一步理解场的性质。
麦克斯韦方程组是工程电磁场的物理基础，这一方程组主要包括四个方程，分别从电场的散度与旋度及磁场的散度与旋度出发全面阐述了电磁场的性质，是这门课程的核心内容。对于输电线路工程专业的学生而言，希望通过对这门课程的总体认知及学习，达到以下目标：能够通过散度与旋度理解电磁场的性质，并能运用其定性分析输电线路的电场分布、绝缘子的电场分布等；能够熟练运用高斯定律与安培环路定律定量计算某些典型的电磁场数值；同时能够理解麦克斯韦方程组，并能基于此方程组变换得到静电场方程、恒定磁场方程等。
散度与旋度、高斯定律与安培环路定律、麦克斯韦方程组等内容使学生对电磁场有了一个全面总体的认知。此外，需要将方程的物理意义、积分形式、微分形式及场源特点等四个方面的内容结合起来理解，才能达到更好的教学成果。以真空中的静电场为例，其方程为：
大多数学生接触到这一静电场方程时，只是将之作为一个单纯的数学表达式记忆；然而，只有理解与方程相关联的物理意义才有助于掌握这一方程。方程左边表示的是：电场强度E沿任一闭合曲面S的通量；方程右边表示的是：闭合曲面S所包围的体积V内自由电荷的总量与真空介电常数之比。于是方程的物理意义即是：真空中的电场强度E通过任一闭合曲面S的通量等于该闭合面包围的自由电荷的总量与真空介电常数之比。通过掌握方程的物理意义，能使静电场方程变得更为形象。
同时，注意到通量与散度总是成对出现，即通量是积分形式、散度是微分形式。积分方程的左边表示的是通量，其对应的微分形式就是对电场强度求散度；积分方程的右边表示的是体积分，根据散度的定义，其对应的微分形式即是对自由电荷总量求体密度。于是基于上述静电场方程的积分形式，可直接写出积分形式的微分表达：
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