MATLAB在信息类课程双语教学中的应用
  基金项目:本文系宁波市重点专业“电子信息科学与技术”建设子项目“双语课教学研究”的研究成果。
  随着经济的全球化,国际合作与文化交流日益频繁,具备良好外语交流能力又有扎实专业知识技能的复合型人才越来越受到社会的青睐。双语教学作为一种新的教学方式,正成为国内高等教育改革的热点,被认为是培养复合型、国际性人才的一个重要途径。
  信息技术是目前发展最为迅速、国际合作与文化交流最为频繁的一个技术领域。该领域的新技术、新产品层出不穷,知识更新极快。因此,对于国内高校信息类专业,客观上存在着实施双语教学的必要性,可以使学生尽早了解和学习本领域的最前沿技术。同时,信息类课程是信息技术快速发展的基础。学好信息类课程,掌握相关知识与技术,对进一步推动信息技术的快速发展是极其重要的。然而,高校信息类课程大多理论性和实践性都很强,概念抽象,数学推导较多,计算量极大,如果不借助于软件进行计算机编程仿真,学习者将很难得到形象化的结果,对知识点的理解就难以透彻。
  一、MATLAB简介
  MATLAB是美国MathWorks公司推出的一套高性能科学计算软件,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个操作简便、界面友好的图形用户环境。MATLAB软件的最大特点在于内建了应用于许多学科(包括信息学科)的工具箱,例如信号处理、图像处理和通信系统等工具箱。这些工具箱包含了由各自领域专家编写的一系列函数,可以很方便地用于信息类课程的计算机辅助教学。
matlab学好了有什么用
  同时,MATLAB又是一款纯英文版软件,对每一个函数均提供了关于函数功能、调用格式等方面信息的帮助说明。由于这些函数与各自学科知识点紧密关联,因此,完全可以把这些“原汁原味”的帮助信息作为双语课程教学内容的一部分。这既是初学者扩大英语专业词汇量,掌握和理解大量专业术语,提高双语课程阅读能力的一个很好途径,也是初学者学习和使用MATLAB函数的前提。这样,根据掌握的MATLAB函数,结合教学实例,将难以理解的抽象概念、运算以及复杂的系统设计用图形的方式表示出来,进一步理解教学内容,从而达到更好的双语教学效果。
  二、MATLAB在双语教学中的应用
  下面结合“数字信号处理”课程教学,通过两个实例介绍如何将MATLAB应用在双语课程教学
中。
  1.实例1――快速傅立叶变换
  快速傅立叶变换(FFT)是实时应用数字信号处理的基础,它是对离散傅立叶变换(DFT)进行快速计算的一种有效算法,其在MATLAB中对应的函数为FFT()。在命令窗口键入Help FFT,按回车后显示下列帮助信息:
  FFT(X) is the discrete Fourier transform (DFT) of vector X. If the length of X is a power of two,a fast radix-2 fast-Fourier transform algorithm is used. If the length of X is not a power of two,a slower non-power-of-two algorithm is employed. For matrices,the FFT operation is applied to each column.
  FFT(X,N) is the N-point FFT,padded with zeros if X has less than N points and truncated if it has more.
  上面的帮助信息中出现了一些专业术语和词汇,如discrete Fourier transform(离散傅立叶变换)、fast-Fourier transform algorithm(快速傅立叶变换算法)、padded with zeros(补零)和tr
uncated(截尾)等。显然,对这些专业术语和词汇的理解,有助于“数字信号处理”双语课程的教学。实际上,查阅MATLAB函数的帮助信息,就是一个外文资料阅读能力的提高过程。在了解FFT()函数功能和调用格式的基础上,还可将其灵活应用于课程教学中。
  应用举例:设一个21点序列x[n]=2n,0≤n≤20,求序列的频谱X(k)。程序编写如下:
  n=0:20; x=2.^n ; X=fft(x);
  subplot(2,1,1); stem(n,abs(X));
  xlabel('k'); ylabel('Magnitude (a.u.)'); grid;
  subplot(2,1,2); stem(n,angle(X)); grid;
  xlabel('k'); ylabel('Phase (a.u.)');
  运行结果如图1所示。可以看到,序列的频谱满足共轭对称性:X(k)=X*(N),即幅度谱偶对称,相位谱奇对称,很好地印证了教材上抽象的理论分析。
  在上面的程序中,用到了MATLAB的幅度函数ABS()和相位函数ANGLE()。在命令窗口键入Help ABS,即可查阅ABS()函数的帮助信息:
  ABS(X) is the absolute value of the elements of X. When X is complex,ABS(X) is the complex modulus (magnitude) of the elements of X.
  这样,通过不断查阅相关联函数的帮助信息,既可掌握有关用于傅立叶变换方面的一系列MATLAB函数,也可掌握相应的系列专业术语和词汇,从而提高专业英语水平。
  2.实例2――滤波器设计
  数字滤波器在数字信号处理中发挥着十分重要的作用,用来对数字信号进行某种频率变换。MATLAB信号处理工具箱提供了几个直接设计IIR和FIR数字滤波器的函数,将原本繁琐的滤波器设计过程简化成为函数的简单调用。例如基于Butterworth逼近的IIR数字滤波器设计,对应的设计函数为BUTTER()。在命令窗口键入Help BUTTER,按回车后显示下列帮助信息:
  [B,A]=BUTTER(N,Wn) designs an N'th order lowpass digital Butterworth filter and return
s the filter coefficients in length N+1 vectors B and A. The cut-off frequency Wn must be 0.0    If Wn is a two-element vector,Wn=[W1 W2],BUTTER returns an order 2N bandpass filter with passband W1
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