中國古詩詞在通信原理課程中的應(yīng)用

內(nèi)容摘要：興趣是學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力，它是一種生命能量，源自于內(nèi)在的生命感受。中國古詩詞是生命的載體，是觸發(fā)生命感受的特殊媒介。在《通信原理》課程的教學(xué)中，借用古詩詞的語言模式作《沁園春》五首，提煉出課程的主要教學(xué)內(nèi)容，觸發(fā)讀者的生命感受，引發(fā)興趣。

關(guān)鍵詞：通信原理 古詩詞 沁園春 生命能量 興趣

通過近五年《通信原理》課程的教學(xué)改革，從章節(jié)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容到教學(xué)形式都做過一些不同的嘗試。從學(xué)生的學(xué)習(xí)效果來看，成績優(yōu)秀的同學(xué)都是對學(xué)習(xí)有濃厚的興趣，愿意花更多的時(shí)間去探索那一組組概念和一個(gè)個(gè)公式背后的意義。這種興趣來自哪里？是天生的嗎？為什么有的人興趣能夠持久而有的如曇花一現(xiàn)？如果不能從根本上激發(fā)學(xué)生興趣，從小處講，學(xué)好一門課程很難，從大處講，很難融入社會競爭、發(fā)揮自己的人生價(jià)值。

興趣本質(zhì)上是一種生命的能量，生命能量飽滿的人會將此一能量投射到和他的生命感受相一致的地方，他對生命的感受到哪里，就會投射到哪里，感受有多深刻，就會有多持久。通俗地講，就是對某一件事物持續(xù)的興趣或熱情。一個(gè)人格健全的人，他的生命能量是充實(shí)的，只要不是遭受過分的壓抑或扭曲，會自發(fā)的產(chǎn)生興趣。如何引導(dǎo)到有意義的地方，并產(chǎn)生發(fā)自內(nèi)心的生命感受，這就是教師的功能。

《通信原理》是電子、通信專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，“闡述通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、技術(shù)與分析方法”【1】，在專業(yè)領(lǐng)域里起著承先啟后的橋梁作用，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下重要的基礎(chǔ)。它從整個(gè)系統(tǒng)的立場，對點(diǎn)到點(diǎn)通信過程中碰到的問題、釆用的技術(shù)、遵循的原理、衡量的標(biāo)準(zhǔn)作了全面的介紹。初學(xué)者難免會感到內(nèi)容繁雜，深?yuàn)W難解，因此失去興趣，最終不得其門而入。如何從艱澀難懂的技術(shù)語言中培養(yǎng)生命的感受？同樣的內(nèi)容，換一種生命語言的表達(dá)形式，或許是一種有益的嘗試。

唐詩宋詞是中國文化中極為輝煌的成就，千載而下，讀來仍讓人心胸激蕩，情意悠長。之所以能有這種穿越時(shí)空振撼心靈的力量，乃是因?yàn)樵娫~是發(fā)自于生命的東西，是將生命中那種寬廣、雄健、細(xì)膩、柔美乃至悲壯的覺受，用一定的“體式結(jié)構(gòu)”【2】表現(xiàn)于外，使讀者透過此一媒介進(jìn)入到作者的生命境界里，感受那豐富多彩的生命意義，從而產(chǎn)生共鳴和激蕩，這是生命能量的活水源頭。所以古詩詞的語言模式本身就是生命淬煉出的形式。故而歷來倡導(dǎo)詩教是有其道理的，它是一種人格的熏陶和養(yǎng)成，欲培養(yǎng)良好的興趣，詩詞是很好的下手處。

詞與詩相比，形式上更多變化，參差錯(cuò)落、長短不齊;內(nèi)容上，“詞給人的回味，詞的韻味悠長……可以引起人豐富的聯(lián)想”【3】。對于《通信原理》這種現(xiàn)代科學(xué)所誕生的產(chǎn)物，它的術(shù)語沒有經(jīng)過悠久歷史的錘煉，因而缺乏字?jǐn)?shù)、平仄、韻律的先天優(yōu)勢，同時(shí)技術(shù)細(xì)節(jié)艱深而繁廣，不可能事無巨細(xì)的表達(dá)岀來，只能提出要點(diǎn)，更多的要留待讀者自己回味和聯(lián)想。因此暫且認(rèn)為詞更適合作為表達(dá)的媒介。

《沁園春》是一首詞牌名，又名“東仙”、“壽星明”、“洞庭春色”等。雙調(diào)，一百十四字。前段十三句，四平韻;后段十二句，五平韻。字?jǐn)?shù)適中，長短得宜，韻律簡單。更因?yàn)槊珴蓶|主席的一首《沁園春·雪》而廣為人知，所以選擇詞牌《沁園春》來進(jìn)行創(chuàng)作，一共五首，分述如下：

一.沁園春（簡論通原）

簡論通原，模擬消息，數(shù)字以傳。看信源編碼，八千釆樣，非均量化，折線十三。信道香農(nóng)，概無差錯(cuò)，有線方能基帶編。須同步，入時(shí)鐘分量，功譜形寬。? ? 碼間干擾添煩，又加噪、眼圖用以觀。治之根升濾、收發(fā)匹配，二為一體，眾亂皆安。無線傳輸，高頻調(diào)制，借載波幅頻相參。收同步，逆之為譯碼，通信方完。

簡釋：第一首是通信原理的綜述，包含了一個(gè)完整的通信系統(tǒng)所必備的基本功能和關(guān)鍵技術(shù)：信源編碼、模擬信號數(shù)字化、香農(nóng)信道編碼、基帶傳輸編碼、同步技術(shù)、無碼間干擾傳輸、眼圖、根升余弦濾波、調(diào)制解調(diào)等。

二.沁園春（緒論成章）

緒論成章，系統(tǒng)之初，概念為基。論消息二種，一模一數(shù)，形殊體異，信號分枝。無限值模，有則為數(shù)，故度量之法相岐。信息量，比特隨機(jī)性，概率熵值。? ? 香農(nóng)信道容極，信噪比、帶寬決高低。信道媒介質(zhì)，若空若有，帶寬實(shí)際，熱噪高斯。系統(tǒng)因襲，亦別模數(shù)，調(diào)制還知基帶稀。數(shù)同步，脈沖基帶處，出入玄機(jī)。

簡釋：此為緒論章，描述重要的基本概念，如模擬消息和數(shù)字消息的區(qū)別在于取值的有限和無限，以及對應(yīng)的模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng);信息量取決于隨機(jī)性，單位是比特;熵;香農(nóng)定理;信道的本質(zhì)是帶寬;典型加性噪聲的高斯分布;基帶不足以傳輸，故而調(diào)制;數(shù)字通信系統(tǒng)的同步技術(shù);基帶傳輸編碼里面的玄機(jī)是要插入時(shí)鐘分量。

三.沁園春（基礎(chǔ)知識）

基礎(chǔ)知識，信號復(fù)習(xí)，傅氏為基。論時(shí)頻雙域，體一用異，度量大小，功率為依。適用隨機(jī)，唯功率譜，成份頻寬據(jù)此析。高白噪，干擾皆同力，功譜常值。? ? 相關(guān)函數(shù)被積，轉(zhuǎn)頻域、得功譜我期。論帶通信號，解析變換，復(fù)包絡(luò)現(xiàn)，對應(yīng)唯一?？乖敕治觯R斯表示，信噪解調(diào)增益時(shí)。概率論，信號隨機(jī)性，一脈相襲。

簡釋：基礎(chǔ)知識章主要是復(fù)習(xí)信號的概念，其中傅立葉變換、功率譜是重點(diǎn)，特別是隨機(jī)信號都從功率譜分析;加性高斯白噪聲的特點(diǎn);功率譜的計(jì)算;通過分析復(fù)包絡(luò)來分析帶通信號，把帶通信號寫成萊斯表達(dá)式的形式，可以用于抗噪分析時(shí)噪聲的表達(dá)式;隨機(jī)信號的一套分析工具是從概率論發(fā)展而來。

四.沁園春（模擬傳輸）

模擬傳輸，載波為媒，調(diào)制為心。論調(diào)幅四種，收發(fā)公式，波形頻譜，總是要津。包絡(luò)呈形，常規(guī)之謂，指數(shù)衡量程度深。雙邊帶，單邊殘留帶，效率超群。? ? 相頻等效同根，看線性，在于相或頻?？ㄉ嚼?，秋千為喻，帶寬計(jì)算，易記當(dāng)真。調(diào)角頻寬，性能卓越，信噪優(yōu)于幅度們。若應(yīng)用，樂聲調(diào)角度，幅度語音。

簡釋：模擬傳輸部分，調(diào)制解調(diào)技術(shù)是核心，載波是個(gè)媒介;調(diào)幅具體有四種方法，調(diào)制解調(diào)公式、時(shí)域波形以及頻域譜形是理解的要領(lǐng);常規(guī)調(diào)幅是調(diào)制在包絡(luò)上，調(diào)幅指數(shù)來衡量調(diào)制的程度，雖然簡單但是效率低;雙邊帶、單邊帶、殘留邊帶提高了調(diào)制效率，當(dāng)然就沒有調(diào)制在包絡(luò)上;角度調(diào)制中，調(diào)相調(diào)頻是等效的，端看是相位還是頻率跟消息信號成線性關(guān)系;卡森公式計(jì)算調(diào)角信號的帶寬非常簡單;調(diào)角信號信噪比遠(yuǎn)高于調(diào)幅，所以常用調(diào)角（調(diào)頻）信號欣賞音樂，調(diào)幅可以滿足語音的需求。

五.沁園春（基帶傳輸）

基帶傳輸，時(shí)鐘譜形，脈沖續(xù)成。以二元為論，歸零與否，有無極性，功譜特征。信道低通，接收過濾，匹配為優(yōu)去噪聲。眼圖看，紋平眉清秀，重噪難驚。? ? 碼間干擾稱雄，因信道、帶寬有限稱。采樣須巧勁，余弦滾降，過零每處，拖尾無形。匹配收發(fā)，根升相伴，二者合一美目睜。收同步，早遲門鎖相，符號重生。

簡釋：基帶傳輸部分，通過脈沖幅度調(diào)制將數(shù)字序列變成連續(xù)的電流電壓信號，通過線路編碼加入時(shí)鐘分量并改造功率譜的形狀，以適合在某種信道上傳輸;釆用匹配濾波器提高釆樣點(diǎn)處的信噪比，最大限度的抑制噪聲;由于帶限信道，所以存在碼間干擾;將系統(tǒng)總頻響設(shè)計(jì)成升余弦滾降的譜形，分?jǐn)傇谄ヅ錇V波器的收發(fā)兩端，滿足奈奎斯特準(zhǔn)則以消除碼間干擾;通過眼圖的實(shí)驗(yàn)觀察能夠掌握系統(tǒng)的性能。接收時(shí)需要同步來恢復(fù)碼元序列，早遲門是一種同步技術(shù)。

實(shí)際教學(xué)中，在每一章最后用一首詞作總結(jié)，往往引起學(xué)生的極高關(guān)注，在讀詞的同時(shí)就在聯(lián)想背后的意義。由于平仄韻律基本都是按照詞牌的規(guī)范，朗朗上口。這種現(xiàn)代科學(xué)內(nèi)涵和中國古代詞牌格律的奇特結(jié)合，讀起來別有一番滋味在心頭，能夠觸及讀者的生命感受，引發(fā)興趣，進(jìn)而導(dǎo)向教學(xué)的目的，因此不失為一種有益的嘗試。

參考文獻(xiàn)

[1]李曉峰.通信原理（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014：9.

[2]朱子輝.唐詩語言學(xué)批評研究[M].桂林：廣西師范大學(xué)出版社，2015：44.

[3]葉嘉瑩.唐宋詞十七講[M].石家莊：河北教育出版社，1997：16.

（作者介紹：鄭生科，湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院講師）