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［摘要］随着科学技术的快速发展，通信日益改变着人们的生活方式，从学习、工作、社交、娱乐、军事等领域影响着现代社会人类生活的方方面面。北京理工大学高等数字通信课题组在通信相关领域的教学活动中，考虑到通信带来的巨大影响，以及其高度覆盖的特征，也为了便于学生对通信技术进行初步了解，培养学生对于通信知识的学习热情，以影视作品中体现的通信技术为切入点，在教学过程中以深入浅出、生动易懂的方式揭示通信的发展历程、广泛应用及其内在特征。
［关键词］影视片段；通信技术；教学方式
一、引言
通信技术是指需要信息交互的双方采用媒质进行消息传送，实现信息准确安全传输目的的一种技术，而无线通信则指无需导体或缆线，信息通过无线电方式在空间实现消息远距离传输[1]。无线通信的概念相对而言抽象，这对于初次接触通信技术的通信专业的学生来说，理解起来有一定难度。同时，通信技术的原理较为复杂，其学习过程相对枯燥且艰辛。如何培养学生对于通信知识的学习兴趣，提高通信课堂的趣味性，对于实现高质量的教学具有重要的意义[2]。随着5G通信系统的不断落实，我国乃至世界相关通信产业已经逐步开展对6G通信技术的研发工作。通信技术正在快速地更新换代，并渗入生活的方方面面，极大地改变了当今社会中人类的生活方式。第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，制定于20世纪80年代，始于1978年底，美国贝尔试验室研制的全球第一个移动蜂窝电话系统——先进移动电话系统。第二代移动通信技术以数字技术为主体,实现了较安全便捷的语音通信。之后，第三代移动通信系统增强了数据业务的服务。接着，第四代移动通信技术极大提高了数据业务的通信质量，在一定程度上满足了人们对数据业务日益增长的需求。保证通信技术教学的良好质量，对于通信技术未来的发展，培养新一代科技人才具有重要意义。为了打造生动的、深入浅出的教学课堂，激发学生的学习自主性，培养学生对通信知识的学习兴趣，我们在教学课堂中对体现出的通信技术的影视作品展开探讨。在通信教学中，以一些影视作品的经典或典型片段为切入点，对其中的通信技术进行详细剖析，向学生传授通信的基本概念和最新发展，以加深学生对于通信技术的理解，提升课堂的趣味性，进而提高教学效率。
二、体现通信技术的典型影视片段探究
（一）传统的通信技术。通信是信息传输的技术，现代通信有电通信、新兴的光通信、量子通信等技术，而在遥远的年代，人与人之间也需要信息的互通。远在周代我国就有了烽火传信的方式，进行远距离的信息传输，有众多的影视、传说故事描述了烽火戏诸侯的故事。烽火传信，是通过点燃烽火台的干柴，山峰上的烽火依次燃起，传递军情，对敌情报警，这是一种古代重要的边防军事通信手段。在描述近代抗战史的电视剧《战长沙》中，为防止日军入侵，以火光为讯，传递退离及火烧粮草的信息。虽然以火光作为信号的方式简单有效，但是出错率太高，容错率太低，很容易在信息传输过程中产生传输错误。在电视剧中，因为意外起火，执行烧城命令的护卫队及警队收到了错误讯息，没有任何纠错和反馈过程即展开行动，火烧长沙城，造成了巨大的损失。这是典型的信息错误传输的例子，也体现出了正确传递信息的重要性，同时也说明在传递的信息上加一些冗余信息，能使其具有一定的抗干扰能力。比如说在这个例子中，连续出现三次火光，或者以火光加钟声结合作为讯号，则接收信号错误的概率就会大大降低，也就能避免很大的损失。这也是我们研究通信技术的目的，即尽量优化传输技术，付出最小的代价使信息正确地传输。2019年热播的网剧《长安十二时辰》中体现了多种传统的信息传输方式。《长安十二时辰》再现了一千多年前的唐代长安城，里面展现了望楼传信。望楼整齐地分布在长安城中，可以通过窗格的变换、鼓点声多种方式传递情报，其主要作用是监控舆情和实时传递信息。其中蕴含很多信息传输的知识：首先，望楼的窗格变换和鼓点可看成一种信源编码，将语言文字信息，编码为一种二维平面窗格变换和声音鼓点的信息形式。其次，信息传递是加密的，没有密码的人无法成功获取传递信息，这属于一种信息加密技术。最后，通过两种方式传输相同的数据，属于一种广义的分集技术，分集是指两条或两条以上的路径（例如空间,时间途径）传输相同的信息，以减轻衰落影响的一种技术。这保证了信息的准确传递，对于保护重要信息的成功传输可以提供可靠的保障。传统的通信方式尽管简单，其传递的信息量、传输的安全性与现代通信技术难以相提并论，但是隐含的通信原理却有共通之处。从这些影视作品中，我们可以窥探到中国古代人民的智慧，这有助于学生更广义地理解通信的含义。
（二）影视中的现代通信技术。在现代的影视作品中，对通信的描写更为丰富。其中描绘了很多最新的通信系统，例如在许多影视中，描述了无人机的应用。在高分电影《湄公河行动》中，无人机扮演了举足轻重的角色，完成屏蔽敌方对讲机信号，实现远程监控并绘制地图等功能。在科幻电影《头号玩家》中多次出现无人机应用场景，包括无人机送外卖、运输炸弹、进行人脸与图像识别等。无人机要完成任务，少不了无人机通信的相关技术，无人机需要与控制台进行信息传输，接收控制台的控制信号，传输收集的实时数据信息，这样才能完成各种监控任务。而屏蔽信号时，无人机则扮演了通信系统中的干扰者的角色，它可以通过发送人工噪声等方式，影响敌方信号的传输。在许多影视作品中，由于缺乏相关的通信专业知识，不乏对通信系统的描述有误的场景。在《神话》电视剧中，主角穿越到古代，随身带去的手机接收到信号，这是非常不科学的。因为在古代，基站没有部署，手机无法接收到任何信号。在电影《2012》中，地球毁灭在即，基站几乎全部瘫痪，主角仍旧可以通过手机通话，这也不符合通信基本的原理。在课堂上，与学生探讨学生自己在影视作品中发现的通信漏洞，这有助于增强学生的参与积极性，加强课堂的互动性。
（三）未来的通信技术。随着5G时代的到来，我们即将迎来万物互联的时代[3]。物联网技术是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。其涉及的领域不仅限于智能交通、智能医疗、智能家电以及智能电力等领域，还涉及日常生活中的方方面面，这对于现代人类的生活方式是一场革新，其对工作与学习都将产生巨大的影响[4-5]。在生活中随处可见物联网对生活方式的改变。首先，智慧交通的代表共享单车为学生的日常生活带来了极大的便捷。传统单车在使用中存在的众多问题，比如单车寄存在地铁口会出现安全问题，容易丢失。而共享单车通过在单车上布置无线通信模块，实现可随扫随用的共享模式，极大地便利了人们的生活。现在以及不久的未来，将落实的车联网技术，将实现汽车之间、汽车与人之间、汽车与控制台之间的通信，自动巡航、自动驾驶功能为我们提供行车安全上的一层保障，而汽车的通信功能可以为我们的旅程提供更多乐趣。在众多科幻作品中，对未来的万物互联的状况进行了猜测及描绘[6]。《疑犯追踪》里全球的摄像头都连在巨大的通信网络中，收集到的数据通过人工智能系统进行分析，及时预测到可能出现的恐怖袭击等危险行为，实现对全球安全的保障。《黑镜》对于许多由于通信、网络及人工智能技术过度发展而产生的社会问题进行了探讨，人类抛弃了正常的社交生活，只化身为了网络中虚拟的符号。
三、从引入影视作品窥探通信教学改革
（一）丰富授课内容丰富授课内容，具化通信应用。经典的通信教学课程侧重通信系统的基础原理及各个模块的技术特征，包括信道特征分析、载波及符号同步技术、编解码系统、多用户通信技术等，缺乏对通信技术应用场景的体现，难以引起学生对通信行业的价值认同。目前，行业价值教育通常由独立于技术课程的专家讲座、模块课程等来实现，但是实践经验表明，价值观念的引导与教育是与技术课程紧密结合、不可分割的。引导学生正确认识通信行业的发展历程，需要学生具备一定的通信理论与实践基础，技术课程的学习同样会加深学生对通信行业发展前景的理解和认知，促进学生思考自我在通信行业中发挥作用的种种可能性。通信技术在人类社会发展历程中的地位及作用是通信价值观念教育中至关重要的一环，如何将其落实到教学实处，如何将宏大的社会发展缩影到教学课堂中？丰富的影视作品为我们提供了答案。题材多样、形式各异的影视资源从多个角度展现了人类社会的驱动力和发展进程，涵盖了不同历史时期的社会风貌和历史变革，其中不乏通信技术在社会生活中的缩影。选取具有代表性的影视片段作为通信教学内容，引导学生从通信行业的角度观察世界，激发学生对于通信行业的社会作用和社会效应的反思，这能填补现有通信课程在行业效能方面的内容缺失。同时，引导学生从艺术的角度体察通信技术发展为人类社会带来的变化，能突破僵化狭窄的技术思维与视角，在通信课堂上激起人文思想的浪花。例如，1955年的香港影片《断鸿零雁记》讲述了民国初期的苏三郎东渡日本寻找生母，途中经历的种种坎坷。将这一电影片段引入通信课堂，激发学生对于通信改变生活的讨论和思考：如果苏三郎出生在通信设施完善的时代，根本无需远渡日本，仅仅通过电磁波就能与母亲联络。2019年热映的科幻冒险电影《流浪地球》中，空天地一体化的全覆盖通信网络使得太空中的父亲能够与地面上的儿子实时视频通话，这一电影片段与《断鸿零雁记》形成鲜明对照，充分体现了通信技术发展为人类社会带来的巨大变革和深远影响。
（二）改进教学模式改进教学模式，激发学生兴趣。影视资源具有独特的趣味性，能引发教学模式上的多种革新。一方面，教师能够在课堂上展示具有启发性的影视片段，作为教学内容的辅助及补充工具，激发学生的学习兴趣；另一方面，将影视形式与“翻转课堂”有机结合，学生以5~7人的小组为单位，自由查找剪辑通信相关的影视片段，在课堂上展示讲解。此外，可以将影视媒体作为课余作业，这能为学生开拓镜头语言的利用和表达空间，让学生充分地展示自己对通信技术的观察和思考。与目前广泛采用的PPT作业及展示形式相比，影视片段的趣味性和主动性更强，对学生主观能动性的激发程度更高。以本校课堂为例，通信课程持续8~16周，每周3~4个课时，知识密度高，技术强度大。传统教学模式以教师讲授为中心，课堂氛围沉闷，学生的参与程度低，仅仅是被动接受知识，难以自主思考。课堂中，学生集中精力的时间约为40分钟，此后学生的注意力集中程度会逐渐下降，学习效率也不断降低。因此，在课程开始后40分钟，播放约5~10分钟的与通信技术相关的影视片段，能够在不破坏课程连续性的前提下，有效地调动学生的积极性，活跃课堂气氛，激发学生的学习热情。同时，每4周安排一次讨论课，让学生用镜头语言展示自己的见解，为通信课堂注入新鲜的血液。此外，在课程开始时播放相关的电影、新闻或纪录片片段，展示通信技术的产生背景及社会影响，引发学生对通信技术的兴趣和期待，在此基础上展开课堂内容，将取得事半功倍的教学效果。
（三）英文教学模式的改进及启发。北京理工大学高等数字通信课题组在教学过程中采用了纯英文教学的模式，留学生与普通学生一起上课。纯英文教学模式有利有弊。英文教学的模式与国际接轨，容易令学生更快地掌握国际最新的通信发展进程，同时也有助于学生了解与通信相关的英文术语，在完成课程学习之后的进一步科研工作中，便于其与国内外的专家学者进行交流，也有助于其对英文文献的阅读及理解，推动其课程之后的科研工作进程。但是在英文教学过程中，也存在一些困难。由于英语并非部分学生的母语，学生的英语水平不尽相同，导致学生接受知识的速度存在差异。同时英文教学的模式，更容易令学生感到枯燥，假如部分知识点没有及时掌握，会导致接下来对于知识的吸收愈加缓慢。在这样的教学条件下，如何开展生动的课堂显得尤为重要。在教学过程中，通过引入一些生动有趣的例子，激发学生的课堂参与热情，随时调动学生的积极性，可以有效地活跃课堂气氛，令英文教学顺利进行。同时，以影视作品作为切入口只是一次尝试，如何在未来的课程教学中找到更合理的方式，令学生接受英文授课的方式，是课题组下一阶段将探索的方向。
四、开展生动化教学课堂的启示
大学教育不仅要注重学生理论与实践能力的强化提升，更要培养学生的行业价值观念[7]，引导学生客观公正地看待行业前景，树立学生作为未来从业者的自信心和自我价值感，培养学生的民族自信心和自豪感。影视片段在通信课堂中扮演着精神引领者和思想开拓者的角色，将社会热点、历史沿革等通信教材之外的内容引入通信课堂，让学生在学习数学推算和技术标准之余，思考通信行业在人类社会中的地位和作用，拷问所学之所用、所思之所达。
作者:费泽松 武楠 张焱 郭婧 于含笑 单位:北京理工大学信息与电子学院