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［摘要］隨著科學技術的快速發展，通信日益改變著人們的生活方式，從學習、工作、社交、娛樂、軍事等領域影響著現代社會人類生活的方方面面。北京理工大學高等數字通信課題組在通信相關領域的教學活動中，考慮到通信帶來的巨大影響，以及其高度覆蓋的特征，也為了便于學生對通信技術進行初步了解，培養學生對于通信知識的學習熱情，以影視作品中體現的通信技術為切入點，在教學過程中以深入淺出、生動易懂的方式揭示通信的發展歷程、廣泛應用及其內在特征。
［關鍵詞］影視片段；通信技術；教學方式
一、引言
通信技術是指需要信息交互的雙方采用媒質進行消息傳送，實現信息準確安全傳輸目的的一種技術，而無線通信則指無需導體或纜線，信息通過無線電方式在空間實現消息遠距離傳輸[1]。無線通信的概念相對而言抽象，這對于初次接觸通信技術的通信專業的學生來說，理解起來有一定難度。同時，通信技術的原理較為復雜，其學習過程相對枯燥且艱辛。如何培養學生對于通信知識的學習興趣，提高通信課堂的趣味性，對于實現高質量的教學具有重要的意義[2]。隨著5G通信系統的不斷落實，我國乃至世界相關通信產業已經逐步開展對6G通信技術的研發工作。通信技術正在快速地更新換代，并滲入生活的方方面面，極大地改變了當今社會中人類的生活方式。第一代移動通信技術（1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于20世紀80年代，始于1978年底，美國貝爾試驗室研制的全球第一個移動蜂窩電話系統——先進移動電話系統。第二代移動通信技術以數字技術為主體,實現了較安全便捷的語音通信。之后，第三代移動通信系統增強了數據業務的服務。接著，第四代移動通信技術極大提高了數據業務的通信質量，在一定程度上滿足了人們對數據業務日益增長的需求。保證通信技術教學的良好質量，對于通信技術未來的發展，培養新一代科技人才具有重要意義。為了打造生動的、深入淺出的教學課堂，激發學生的學習自主性，培養學生對通信知識的學習興趣，我們在教學課堂中對體現出的通信技術的影視作品展開探討。在通信教學中，以一些影視作品的經典或典型片段為切入點，對其中的通信技術進行詳細剖析，向學生傳授通信的基本概念和最新發展，以加深學生對于通信技術的理解，提升課堂的趣味性，進而提高教學效率。
二、體現通信技術的典型影視片段探究
（一）傳統的通信技術。通信是信息傳輸的技術，現代通信有電通信、新興的光通信、量子通信等技術，而在遙遠的年代，人與人之間也需要信息的互通。遠在周代我國就有了烽火傳信的方式，進行遠距離的信息傳輸，有眾多的影視、傳說故事描述了烽火戲諸侯的故事。烽火傳信，是通過點燃烽火臺的干柴，山峰上的烽火依次燃起，傳遞軍情，對敵情報警，這是一種古代重要的邊防軍事通信手段。在描述近代抗戰史的電視劇《戰長沙》中，為防止日軍入侵，以火光為訊，傳遞退離及火燒糧草的信息。雖然以火光作為信號的方式簡單有效，但是出錯率太高，容錯率太低，很容易在信息傳輸過程中產生傳輸錯誤。在電視劇中，因為意外起火，執行燒城命令的護衛隊及警隊收到了錯誤訊息，沒有任何糾錯和反饋過程即展開行動，火燒長沙城，造成了巨大的損失。這是典型的信息錯誤傳輸的例子，也體現出了正確傳遞信息的重要性，同時也說明在傳遞的信息上加一些冗余信息，能使其具有一定的抗干擾能力。比如說在這個例子中，連續出現三次火光，或者以火光加鐘聲結合作為訊號，則接收信號錯誤的概率就會大大降低，也就能避免很大的損失。這也是我們研究通信技術的目的，即盡量優化傳輸技術，付出最小的代價使信息正確地傳輸。2019年熱播的網劇《長安十二時辰》中體現了多種傳統的信息傳輸方式?！堕L安十二時辰》再現了一千多年前的唐代長安城，里面展現了望樓傳信。望樓整齊地分布在長安城中，可以通過窗格的變換、鼓點聲多種方式傳遞情報，其主要作用是監控輿情和實時傳遞信息。其中蘊含很多信息傳輸的知識：首先，望樓的窗格變換和鼓點可看成一種信源編碼，將語言文字信息，編碼為一種二維平面窗格變換和聲音鼓點的信息形式。其次，信息傳遞是加密的，沒有密碼的人無法成功獲取傳遞信息，這屬于一種信息加密技術。最后，通過兩種方式傳輸相同的數據，屬于一種廣義的分集技術，分集是指兩條或兩條以上的路徑（例如空間,時間途徑）傳輸相同的信息，以減輕衰落影響的一種技術。這保證了信息的準確傳遞，對于保護重要信息的成功傳輸可以提供可靠的保障。傳統的通信方式盡管簡單，其傳遞的信息量、傳輸的安全性與現代通信技術難以相提并論，但是隱含的通信原理卻有共通之處。從這些影視作品中，我們可以窺探到中國古代人民的智慧，這有助于學生更廣義地理解通信的含義。
（二）影視中的現代通信技術。在現代的影視作品中，對通信的描寫更為豐富。其中描繪了很多最新的通信系統，例如在許多影視中，描述了無人機的應用。在高分電影《湄公河行動》中，無人機扮演了舉足輕重的角色，完成屏蔽敵方對講機信號，實現遠程監控并繪制地圖等功能。在科幻電影《頭號玩家》中多次出現無人機應用場景，包括無人機送外賣、運輸炸彈、進行人臉與圖像識別等。無人機要完成任務，少不了無人機通信的相關技術，無人機需要與控制臺進行信息傳輸，接收控制臺的控制信號，傳輸收集的實時數據信息，這樣才能完成各種監控任務。而屏蔽信號時，無人機則扮演了通信系統中的干擾者的角色，它可以通過發送人工噪聲等方式，影響敵方信號的傳輸。在許多影視作品中，由于缺乏相關的通信專業知識，不乏對通信系統的描述有誤的場景。在《神話》電視劇中，主角穿越到古代，隨身帶去的手機接收到信號，這是非常不科學的。因為在古代，基站沒有部署，手機無法接收到任何信號。在電影《2012》中，地球毀滅在即，基站幾乎全部癱瘓，主角仍舊可以通過手機通話，這也不符合通信基本的原理。在課堂上，與學生探討學生自己在影視作品中發現的通信漏洞，這有助于增強學生的參與積極性，加強課堂的互動性。
（三）未來的通信技術。隨著5G時代的到來，我們即將迎來萬物互聯的時代[3]。物聯網技術是指通過信息傳感設備，按約定的協議，將任何物體與網絡相連接，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監管等功能。其涉及的領域不僅限于智能交通、智能醫療、智能家電以及智能電力等領域，還涉及日常生活中的方方面面，這對于現代人類的生活方式是一場革新，其對工作與學習都將產生巨大的影響[4-5]。在生活中隨處可見物聯網對生活方式的改變。首先，智慧交通的代表共享單車為學生的日常生活帶來了極大的便捷。傳統單車在使用中存在的眾多問題，比如單車寄存在地鐵口會出現安全問題，容易丟失。而共享單車通過在單車上布置無線通信模塊，實現可隨掃隨用的共享模式，極大地便利了人們的生活?，F在以及不久的未來，將落實的車聯網技術，將實現汽車之間、汽車與人之間、汽車與控制臺之間的通信，自動巡航、自動駕駛功能為我們提供行車安全上的一層保障，而汽車的通信功能可以為我們的旅程提供更多樂趣。在眾多科幻作品中，對未來的萬物互聯的狀況進行了猜測及描繪[6]?！兑煞缸粉櫋防锶虻臄z像頭都連在巨大的通信網絡中，收集到的數據通過人工智能系統進行分析，及時預測到可能出現的恐怖襲擊等危險行為，實現對全球安全的保障。《黑鏡》對于許多由于通信、網絡及人工智能技術過度發展而產生的社會問題進行了探討，人類拋棄了正常的社交生活，只化身為了網絡中虛擬的符號。
三、從引入影視作品窺探通信教學改革
（一）豐富授課內容豐富授課內容，具化通信應用。經典的通信教學課程側重通信系統的基礎原理及各個模塊的技術特征，包括信道特征分析、載波及符號同步技術、編解碼系統、多用戶通信技術等，缺乏對通信技術應用場景的體現，難以引起學生對通信行業的價值認同。目前，行業價值教育通常由獨立于技術課程的專家講座、模塊課程等來實現，但是實踐經驗表明，價值觀念的引導與教育是與技術課程緊密結合、不可分割的。引導學生正確認識通信行業的發展歷程，需要學生具備一定的通信理論與實踐基礎，技術課程的學習同樣會加深學生對通信行業發展前景的理解和認知，促進學生思考自我在通信行業中發揮作用的種種可能性。通信技術在人類社會發展歷程中的地位及作用是通信價值觀念教育中至關重要的一環，如何將其落實到教學實處，如何將宏大的社會發展縮影到教學課堂中？豐富的影視作品為我們提供了答案。題材多樣、形式各異的影視資源從多個角度展現了人類社會的驅動力和發展進程，涵蓋了不同歷史時期的社會風貌和歷史變革，其中不乏通信技術在社會生活中的縮影。選取具有代表性的影視片段作為通信教學內容，引導學生從通信行業的角度觀察世界，激發學生對于通信行業的社會作用和社會效應的反思，這能填補現有通信課程在行業效能方面的內容缺失。同時，引導學生從藝術的角度體察通信技術發展為人類社會帶來的變化，能突破僵化狹窄的技術思維與視角，在通信課堂上激起人文思想的浪花。例如，1955年的香港影片《斷鴻零雁記》講述了民國初期的蘇三郎東渡日本尋找生母，途中經歷的種種坎坷。將這一電影片段引入通信課堂，激發學生對于通信改變生活的討論和思考：如果蘇三郎出生在通信設施完善的時代，根本無需遠渡日本，僅僅通過電磁波就能與母親聯絡。2019年熱映的科幻冒險電影《流浪地球》中，空天地一體化的全覆蓋通信網絡使得太空中的父親能夠與地面上的兒子實時視頻通話，這一電影片段與《斷鴻零雁記》形成鮮明對照，充分體現了通信技術發展為人類社會帶來的巨大變革和深遠影響。
（二）改進教學模式改進教學模式，激發學生興趣。影視資源具有獨特的趣味性，能引發教學模式上的多種革新。一方面，教師能夠在課堂上展示具有啟發性的影視片段，作為教學內容的輔助及補充工具，激發學生的學習興趣；另一方面，將影視形式與“翻轉課堂”有機結合，學生以5~7人的小組為單位，自由查找剪輯通信相關的影視片段，在課堂上展示講解。此外，可以將影視媒體作為課余作業，這能為學生開拓鏡頭語言的利用和表達空間，讓學生充分地展示自己對通信技術的觀察和思考。與目前廣泛采用的PPT作業及展示形式相比，影視片段的趣味性和主動性更強，對學生主觀能動性的激發程度更高。以本校課堂為例，通信課程持續8~16周，每周3~4個課時，知識密度高，技術強度大。傳統教學模式以教師講授為中心，課堂氛圍沉悶，學生的參與程度低，僅僅是被動接受知識，難以自主思考。課堂中，學生集中精力的時間約為40分鐘，此后學生的注意力集中程度會逐漸下降，學習效率也不斷降低。因此，在課程開始后40分鐘，播放約5~10分鐘的與通信技術相關的影視片段，能夠在不破壞課程連續性的前提下，有效地調動學生的積極性，活躍課堂氣氛，激發學生的學習熱情。同時，每4周安排一次討論課，讓學生用鏡頭語言展示自己的見解，為通信課堂注入新鮮的血液。此外，在課程開始時播放相關的電影、新聞或紀錄片片段，展示通信技術的產生背景及社會影響，引發學生對通信技術的興趣和期待，在此基礎上展開課堂內容，將取得事半功倍的教學效果。
（三）英文教學模式的改進及啟發。北京理工大學高等數字通信課題組在教學過程中采用了純英文教學的模式，留學生與普通學生一起上課。純英文教學模式有利有弊。英文教學的模式與國際接軌，容易令學生更快地掌握國際最新的通信發展進程，同時也有助于學生了解與通信相關的英文術語，在完成課程學習之后的進一步科研工作中，便于其與國內外的專家學者進行交流，也有助于其對英文文獻的閱讀及理解，推動其課程之后的科研工作進程。但是在英文教學過程中，也存在一些困難。由于英語并非部分學生的母語，學生的英語水平不盡相同，導致學生接受知識的速度存在差異。同時英文教學的模式，更容易令學生感到枯燥，假如部分知識點沒有及時掌握，會導致接下來對于知識的吸收愈加緩慢。在這樣的教學條件下，如何開展生動的課堂顯得尤為重要。在教學過程中，通過引入一些生動有趣的例子，激發學生的課堂參與熱情，隨時調動學生的積極性，可以有效地活躍課堂氣氛，令英文教學順利進行。同時，以影視作品作為切入口只是一次嘗試，如何在未來的課程教學中找到更合理的方式，令學生接受英文授課的方式，是課題組下一階段將探索的方向。
四、開展生動化教學課堂的啟示
大學教育不僅要注重學生理論與實踐能力的強化提升，更要培養學生的行業價值觀念[7]，引導學生客觀公正地看待行業前景，樹立學生作為未來從業者的自信心和自我價值感，培養學生的民族自信心和自豪感。影視片段在通信課堂中扮演著精神引領者和思想開拓者的角色，將社會熱點、歷史沿革等通信教材之外的內容引入通信課堂，讓學生在學習數學推算和技術標準之余，思考通信行業在人類社會中的地位和作用，拷問所學之所用、所思之所達。
作者:費澤松 武楠 張焱 郭婧 于含笑 單位:北京理工大學信息與電子學院