引入影視片段打造深入淺出的通信課堂

費澤松 武楠 張焱 郭婧 于含笑

[摘 要]隨著科學技術(shù)的快速發(fā)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(lǐng)域影響著現(xiàn)代社會人類生活的方方面面。北京理工大學高等數(shù)字通信課題組在通信相關(guān)領(lǐng)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(shù)進行初步了解，培養(yǎng)學生對于通信知識的學習熱情，以影視作品中體現(xiàn)的通信技術(shù)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(fā)展歷程、廣泛應用及其內(nèi)在特征。

[關(guān)鍵詞]影視片段;通信技術(shù);教學方式

[中圖分類號] G642.421 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）03-0107-03

一、引言

通信技術(shù)是指需要信息交互的雙方采用媒質(zhì)進行消息傳送，實現(xiàn)信息準確安全傳輸目的的一種技術(shù)，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(xiàn)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(shù)的通信專業(yè)的學生來說，理解起來有一定難度。同時，通信技術(shù)的原理較為復雜，其學習過程相對枯燥且艱辛。如何培養(yǎng)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(xiàn)高質(zhì)量的教學具有重要的意義[2]。

隨著5G通信系統(tǒng)的不斷落實，我國乃至世界相關(guān)通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步開展對6G通信技術(shù)的研發(fā)工作。通信技術(shù)正在快速地更新?lián)Q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(shù)（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(tǒng)——先進移動電話系統(tǒng)。第二代移動通信技術(shù)以數(shù)字技術(shù)為主體，實現(xiàn)了較安全便捷的語音通信。之后，第三代移動通信系統(tǒng)增強了數(shù)據(jù)業(yè)務的服務。接著，第四代移動通信技術(shù)極大提高了數(shù)據(jù)業(yè)務的通信質(zhì)量，在一定程度上滿足了人們對數(shù)據(jù)業(yè)務日益增長的需求。保證通信技術(shù)教學的良好質(zhì)量，對于通信技術(shù)未來的發(fā)展，培養(yǎng)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(fā)學生的學習自主性，培養(yǎng)學生對通信知識的學習興趣，我們在教學課堂中對體現(xiàn)出的通信技術(shù)的影視作品展開探討。在通信教學中，以一些影視作品的經(jīng)典或典型片段為切入點，對其中的通信技術(shù)進行詳細剖析，向?qū)W生傳授通信的基本概念和最新發(fā)展，以加深學生對于通信技術(shù)的理解，提升課堂的趣味性，進而提高教學效率。

二、體現(xiàn)通信技術(shù)的典型影視片段探究

（一）傳統(tǒng)的通信技術(shù)

通信是信息傳輸?shù)募夹g(shù)，現(xiàn)代通信有電通信、新興的光通信、量子通信等技術(shù)，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(zhàn)史的電視劇《戰(zhàn)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(chǎn)生傳輸錯誤。在電視劇中，因為意外起火，執(zhí)行燒城命令的護衛(wèi)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?shù)睦?，也體現(xiàn)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(xù)出現(xiàn)三次火光，或者以火光加鐘聲結(jié)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(shù)的目的，即盡量優(yōu)化傳輸技術(shù)，付出最小的代價使信息正確地傳輸。

2019年熱播的網(wǎng)劇《長安十二時辰》中體現(xiàn)了多種傳統(tǒng)的信息傳輸方式?！堕L安十二時辰》再現(xiàn)了一千多年前的唐代長安城，里面展現(xiàn)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(jiān)控輿情和實時傳遞信息。其中蘊含很多信息傳輸?shù)闹R：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(shù)。最后，通過兩種方式傳輸相同的數(shù)據(jù)，屬于一種廣義的分集技術(shù)，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(shù)。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(tǒng)的通信方式盡管簡單，其傳遞的信息量、傳輸?shù)陌踩耘c現(xiàn)代通信技術(shù)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(xiàn)代通信技術(shù)

在現(xiàn)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(tǒng)，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(xiàn)遠程監(jiān)控并繪制地圖等功能。在科幻電影《頭號玩家》中多次出現(xiàn)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(guān)技術(shù)，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(shù)據(jù)信息，這樣才能完成各種監(jiān)控任務。而屏蔽信號時，無人機則扮演了通信系統(tǒng)中的干擾者的角色，它可以通過發(fā)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(guān)的通信專業(yè)知識，不乏對通信系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)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(shù)

隨著5G時代的到來，我們即將迎來萬物互聯(lián)的時代[3]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡相連接，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。其涉及的領(lǐng)域不僅限于智能交通、智能醫(yī)療、智能家電以及智能電力等領(lǐng)域，還涉及日常生活中的方方面面，這對于現(xiàn)代人類的生活方式是一場革新，其對工作與學習都將產(chǎn)生巨大的影響[4-5]。

在生活中隨處可見物聯(lián)網(wǎng)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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)可隨掃隨用的共享模式，極大地便利了人們的生活?，F(xiàn)在以及不久的未來，將落實的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將實現(xiàn)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(lián)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(wǎng)絡中，收集到的數(shù)據(jù)通過人工智能系統(tǒng)進行分析，及時預測到可能出現(xiàn)的恐怖襲擊等危險行為，實現(xiàn)對全球安全的保障?！逗阽R》對于許多由于通信、網(wǎng)絡及人工智能技術(shù)過度發(fā)展而產(chǎn)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(wǎng)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(nèi)容，具化通信應用

經(jīng)典的通信教學課程側(cè)重通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)原理及各個模塊的技術(shù)特征，包括信道特征分析、載波及符號同步技術(shù)、編解碼系統(tǒng)、多用戶通信技術(shù)等，缺乏對通信技術(shù)應用場景的體現(xiàn)，難以引起學生對通信行業(yè)的價值認同。目前，行業(yè)價值教育通常由獨立于技術(shù)課程的專家講座、模塊課程等來實現(xiàn)，但是實踐經(jīng)驗表明，價值觀念的引導與教育是與技術(shù)課程緊密結(jié)合、不可分割的。引導學生正確認識通信行業(yè)的發(fā)展歷程，需要學生具備一定的通信理論與實踐基礎(chǔ)，技術(shù)課程的學習同樣會加深學生對通信行業(yè)發(fā)展前景的理解和認知，促進學生思考自我在通信行業(yè)中發(fā)揮作用的種種可能性。通信技術(shù)在人類社會發(fā)展歷程中的地位及作用是通信價值觀念教育中至關(guān)重要的一環(huán)，如何將其落實到教學實處，如何將宏大的社會發(fā)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(xiàn)了人類社會的驅(qū)動力和發(fā)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(shù)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(nèi)容，引導學生從通信行業(yè)的角度觀察世界，激發(fā)學生對于通信行業(yè)的社會作用和社會效應的反思，這能填補現(xiàn)有通信課程在行業(yè)效能方面的內(nèi)容缺失。同時，引導學生從藝術(shù)的角度體察通信技術(shù)發(fā)展為人類社會帶來的變化，能突破僵化狹窄的技術(shù)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(jīng)歷的種種坎坷。將這一電影片段引入通信課堂，激發(fā)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(lián)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(wǎng)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(xiàn)了通信技術(shù)發(fā)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，激發(fā)學生興趣

影視資源具有獨特的趣味性，能引發(fā)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(fā)性的影視片段，作為教學內(nèi)容的輔助及補充工具，激發(fā)學生的學習興趣;另一方面，將影視形式與“翻轉(zhuǎn)課堂”有機結(jié)合，學生以5～7人的小組為單位，自由查找剪輯通信相關(guān)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(yè)，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(shù)的觀察和思考。與目前廣泛采用的PPT作業(yè)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(fā)程度更高。以本校課堂為例，通信課程持續(xù)8～16周，每周3～4個課時，知識密度高，技術(shù)強度大。傳統(tǒng)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(shù)相關(guān)的影視片段，能夠在不破壞課程連續(xù)性的前提下，有效地調(diào)動學生的積極性，活躍課堂氣氛，激發(fā)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(guān)的電影、新聞或紀錄片片段，展示通信技術(shù)的產(chǎn)生背景及社會影響，引發(fā)學生對通信技術(shù)的興趣和期待，在此基礎(chǔ)上展開課堂內(nèi)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(fā)

北京理工大學高等數(shù)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(fā)展進程，同時也有助于學生了解與通信相關(guān)的英文術(shù)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(nèi)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(fā)學生的課堂參與熱情，隨時調(diào)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(yǎng)學生的行業(yè)價值觀念[7]，引導學生客觀公正地看待行業(yè)前景，樹立學生作為未來從業(yè)者的自信心和自我價值感，培養(yǎng)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(lǐng)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(nèi)容引入通信課堂，讓學生在學習數(shù)學推算和技術(shù)標準之余，思考通信行業(yè)在人類社會中的地位和作用，拷問所學之所用、所思之所達。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] Rappaport T S. 無線通信原理與應用（英文版）[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2004.

[2] 《中國學位與研究生教育發(fā)展戰(zhàn)略報告》編寫組.中國學位與研究生教育發(fā)展戰(zhàn)略報告[J]. 學位與研究生教育，2002（6）：1-21.

[3] 周一青，潘振崗，翟國偉，等. 第五代移動通信系統(tǒng)5G標準化展望與關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 數(shù)據(jù)采集與處理，2015（4）：714-724.

[4] M. Agiwal， A. Roy， and N. Saxena， "Next Generation 5G Wireless Networks： A Comprehensive Survey，" in IEEE Communications Surveys & Tutorials， vol. 18， no. 3， pp. 1617-1655， thirdquarter 2016.

[5] M. R. Palattella， et al.， "Internet of Things in the 5G Era： Enablers， Architecture， and Business Models，" in IEEE Journal on Selected Areas in Communications， vol. 34， no. 3， pp. 510-527， March 2016.

[6] 王磊.科幻影視對新媒體發(fā)展的影響與批判[J].西部廣播電視，2019（15）：112-113.

[7] 德里克·博克.走出象牙塔：現(xiàn)代大學的社會責任[M]. 徐小洲，陳軍，譯.杭州：浙江教育出版社，2001.

[責任編輯：陳 明]