趙云鵬,林 喆,曹景沛,閆新龍,王月倫,朱俊生
(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,江蘇 徐州 221116)
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團(tuán)隊(duì)合作式畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)探索與實(shí)踐*
趙云鵬,林 喆,曹景沛,閆新龍,王月倫,朱俊生
(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,江蘇 徐州 221116)
“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”和工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證均要求高等工程教育要著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力。根據(jù)目前我校化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,我們探索了團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的模式。通過(guò)連續(xù)三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐證明,不同專(zhuān)長(zhǎng)的教師組成的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)可有效加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)全面指導(dǎo)和過(guò)程管理,從而明顯提高本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
畢業(yè)設(shè)計(jì);團(tuán)隊(duì)合作式;卓越工程師;探索與實(shí)踐
“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)是面向工業(yè)界、面向世界、面向未來(lái),培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才,為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)的人力資源優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力[1]。實(shí)施“卓越計(jì)劃”的目的主要是提升學(xué)生的工程素質(zhì),注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力[2]。全國(guó)工程教育化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中也強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各方面的知識(shí)與技能解決工程問(wèn)題的能力。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的重要過(guò)程,也是衡量專(zhuān)業(yè)教育質(zhì)量高低的重要依據(jù)[3]?;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)是實(shí)踐性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)之一,畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可強(qiáng)化所學(xué)的理論知識(shí),鍛煉其形成一定的化工思維,提高工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力,有助于將來(lái)更好地從事化學(xué)工程研究、設(shè)計(jì)和管理等方面的工作[4-5]。我?;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)于2013年通過(guò)全國(guó)工程教育認(rèn)證,針對(duì)認(rèn)證委員會(huì)提出適當(dāng)增加本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中工程設(shè)計(jì)題目比例的建議,我校化學(xué)工程與專(zhuān)業(yè)在近三年的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中將工程設(shè)計(jì)題目比例增加至70%以上。為了更好的滿(mǎn)足“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”和工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的要求,解決化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題,筆者及其同事們進(jìn)行了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式的探索和實(shí)踐。
1.1 學(xué)生投入的時(shí)間和精力不夠,依賴(lài)性強(qiáng)
我校本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)安排在第八學(xué)期,為加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力并為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供第一手的設(shè)計(jì)資料,我校從2014年在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)增加四周的畢業(yè)實(shí)習(xí),要求做工程設(shè)計(jì)題目的學(xué)生必須到設(shè)計(jì)題目相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí)四周。大四下學(xué)期正是畢業(yè)生求職擇業(yè)的高峰期和研究生復(fù)試時(shí)間,很多學(xué)生投入大量的時(shí)間和精力在找工作和準(zhǔn)備研究生復(fù)試上,導(dǎo)致在畢業(yè)設(shè)計(jì)上投入的精力嚴(yán)重不足。很多學(xué)生認(rèn)識(shí)不到畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)化工專(zhuān)業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)的重要性,認(rèn)為只是走個(gè)過(guò)場(chǎng),態(tài)度不端正,對(duì)導(dǎo)師的依賴(lài)心理比較強(qiáng),總想著指導(dǎo)教師能給出相關(guān)流程模擬方法和圖紙等資料。
1.2 教師科研教學(xué)壓力大,工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺
高質(zhì)量地完成化工廠(車(chē)間)的畢業(yè)設(shè)計(jì)需要指導(dǎo)老師花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選題、文獻(xiàn)檢索、設(shè)計(jì)方案的選定、工藝計(jì)算、設(shè)備選型與計(jì)算和各類(lèi)圖紙繪制等[4]。然而,指導(dǎo)教師在帶畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)還要還承擔(dān)日常教學(xué)及科研任務(wù)。我?;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)師生比不高且青年教師較多,每個(gè)教師需要指導(dǎo)5名以上本科生。畢業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)必須有教師在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)管,以達(dá)到實(shí)習(xí)目的和確保學(xué)生安全,但大部分教師很難保證四周時(shí)間沒(méi)有教學(xué)和科研任務(wù)全程帶實(shí)習(xí)。
在實(shí)行工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證之前的很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生以做指導(dǎo)教師科研相關(guān)的研究課題為主,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐工程能力的設(shè)計(jì)型論文重視不夠。很多教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺,尤其青年教師直接從高校畢業(yè)后進(jìn)入學(xué)校從事教學(xué)科研工作,缺乏化工實(shí)際生產(chǎn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),又面臨科研和教學(xué)的雙重壓力,難以對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的指導(dǎo)和監(jiān)督?;S(車(chē)間)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行大量的計(jì)算,傳統(tǒng)的手工計(jì)算費(fèi)時(shí)且準(zhǔn)確性差,需要運(yùn)用Aspen plus等計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行流程模擬和計(jì)算,我校已經(jīng)購(gòu)置了Aspen plus的使用權(quán),但會(huì)使用的教師還很少,更談不上指導(dǎo)學(xué)生。
1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)缺乏指導(dǎo)和過(guò)程管理
由于擴(kuò)招后教學(xué)資源緊張,學(xué)校大部分專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)均沒(méi)有固定的畢業(yè)設(shè)計(jì)教室,學(xué)生需要在宿舍、圖書(shū)館或沒(méi)課的教室里完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于還要承擔(dān)本科日常教學(xué)工作,機(jī)房也不能供畢業(yè)生使用。學(xué)校雖然制定了相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)管理辦法,但在具體的執(zhí)行過(guò)程中普遍存在不嚴(yán)格、不規(guī)范、缺乏有效監(jiān)控等現(xiàn)象。學(xué)校要求本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)均要進(jìn)行查重,但查重只注重形式而忽略了內(nèi)容,有些學(xué)生為了通過(guò)查重,故意把易重復(fù)的內(nèi)容刪掉或轉(zhuǎn)化成圖片格式。許多指導(dǎo)教師疲于承擔(dān)教學(xué)和科研任務(wù),特別是課程較多或經(jīng)常出差的老師,很難對(duì)學(xué)生進(jìn)行全程指導(dǎo),甚至一周都不能和學(xué)生見(jiàn)一面。更有部分教師工作責(zé)任心差,對(duì)學(xué)生要求松懈,很少對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行有效指導(dǎo)和監(jiān)督。
團(tuán)隊(duì)是指一些才能互補(bǔ),負(fù)有共同責(zé)任,具有共同的奮斗目標(biāo)和一致認(rèn)可的行動(dòng)策略的少數(shù)人的集合。團(tuán)隊(duì)合作同時(shí)強(qiáng)調(diào)個(gè)人和集體責(zé)任,依賴(lài)的不僅是集體討論和決策以及信息共享和標(biāo)準(zhǔn)化,而且通過(guò)成員的共同貢獻(xiàn),能夠得到實(shí)實(shí)在在的集體成果[3]。畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式是以教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)為基本單元開(kāi)展學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作,并以提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量,加強(qiáng)師生協(xié)作作為最終管理目標(biāo)。團(tuán)隊(duì)合作式多對(duì)多的指導(dǎo)模式不同于以往單個(gè)教師一對(duì)多指導(dǎo)的教學(xué)方法,可以充分發(fā)揮教師群策群力,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),解決師生比較低、青年教師指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題,在提高學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,青年教師的工程實(shí)踐能力也迅速提高。同時(shí),團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式也自然將不同指導(dǎo)教師指導(dǎo)的畢業(yè)生組織成一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),有利于學(xué)生之間利用自身偏重的理論知識(shí),互相幫助、共同探討設(shè)計(jì)中存在難題,從而增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[6]。
圖1 畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式實(shí)施示意圖
實(shí)施畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式,首先要構(gòu)建由不同專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)教師組成的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì),能夠滿(mǎn)足化工廠設(shè)計(jì)對(duì)教師理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和工程實(shí)踐的要求。本設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師由主講《化工設(shè)計(jì)》、《化工原理》、《化工熱力學(xué)》和《反應(yīng)工程》等課程的老師構(gòu)成,具有廣泛的化工專(zhuān)業(yè)知識(shí),各位指導(dǎo)老師各有所長(zhǎng),能夠相互促進(jìn),發(fā)揮各自專(zhuān)長(zhǎng)進(jìn)行指導(dǎo)。此外,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還吸引近兩年入職的青年教師參加,有利于青年教師工程實(shí)踐能力培養(yǎng)和指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的可持續(xù)發(fā)展。教師參加指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)后,在沒(méi)有特殊事情的情況下必須參加所有畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)包括選題、每周的進(jìn)度檢查、中期檢查、預(yù)答辯等相關(guān)活動(dòng)。圖1為畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式實(shí)施示意圖。
3.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題
選題對(duì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)至關(guān)重要,既要能讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì),又要能夠到相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí),鍛煉工程實(shí)踐能力,同時(shí)得到真實(shí)的操作參數(shù),檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。我?;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)是以煤化工為特色的江蘇省特色專(zhuān)業(yè),考慮到目前最新的煤化工生產(chǎn)過(guò)程如煤制烯烴和煤制乙二醇均涉及技術(shù)保密,企業(yè)不接待實(shí)習(xí),因此我們選擇易于聯(lián)系實(shí)習(xí)的煤基甲醇生產(chǎn)為整個(gè)團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的大題目,然后進(jìn)一步分解為CO變換、甲醇合成和甲醇精餾等工段的設(shè)計(jì)。同時(shí),根據(jù)現(xiàn)實(shí)存在的煤氣化制甲醇和焦?fàn)t煤氣制甲醇的生產(chǎn)規(guī)模為每個(gè)學(xué)生分配一個(gè)設(shè)計(jì)題目,團(tuán)隊(duì)學(xué)生之間設(shè)計(jì)題目既有區(qū)別,又有聯(lián)系,有利于學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中相關(guān)交流和學(xué)習(xí)。
3.2 提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),制定詳細(xì)完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度
化工專(zhuān)業(yè)在第七學(xué)期的主要課程在12月中旬基本結(jié)束,綜合考慮學(xué)生和指導(dǎo)教師意向系里為每名學(xué)生分配好指導(dǎo)教師。畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)根據(jù)指導(dǎo)的學(xué)生人數(shù)分配畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,并引導(dǎo)學(xué)生利用第七學(xué)期剩余時(shí)間完成資料收集和設(shè)計(jì)方案選定,寒假期間完成英文文獻(xiàn)翻譯和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的總論部分。指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生就課題選課的依據(jù)、涉及的學(xué)科、課題之間的關(guān)系、計(jì)算機(jī)軟件和注意事項(xiàng)等進(jìn)行詳細(xì)的講解。
指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)制定詳細(xì)完整的設(shè)計(jì)進(jìn)度方案,要求學(xué)生嚴(yán)格按進(jìn)度計(jì)劃完成。2016年畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度方案為:(1)第七學(xué)期末至第八學(xué)期開(kāi)學(xué)完成設(shè)計(jì)資料收集、設(shè)計(jì)方案選定、英文文獻(xiàn)翻譯和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)總論部分;(2)第八學(xué)期第1周確定工藝流程;(3)第2~5周完成畢業(yè)實(shí)習(xí)任務(wù),掌握第一手的設(shè)計(jì)資料,完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告;(4)第6~8周運(yùn)用Aspen Plus完成工藝流程模擬;(5)第9~10周完成設(shè)備的選型及計(jì)算;(6)第11~12周進(jìn)行車(chē)間布置設(shè)計(jì);(7)第13~15周完成相關(guān)圖紙繪制;(8)第16周完成畢業(yè)設(shè)計(jì)文件整理、預(yù)答辯和答辯。
3.3 強(qiáng)化過(guò)程指導(dǎo)和管理
指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)要做到對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中全過(guò)程有效地指導(dǎo)和管理[6]。每周定期的進(jìn)度檢查要求沒(méi)有特殊情況的指導(dǎo)教師均參加,每名學(xué)生以實(shí)物形式(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)或圖紙)匯報(bào)一周的進(jìn)展情況,指導(dǎo)教師群策群力,解決學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中的遇到問(wèn)題,督促進(jìn)度較慢的同學(xué)加班加點(diǎn)趕上計(jì)劃進(jìn)度。由于指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)綜合知識(shí)體系完整,能夠?qū)Ξ厴I(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題進(jìn)行圓滿(mǎn)的解決。每周的匯報(bào)可以讓老師們及時(shí)了解各個(gè)學(xué)生的進(jìn)度和平時(shí)表現(xiàn),可以作為指導(dǎo)教師評(píng)閱成績(jī)的依據(jù)。指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙多次的檢查與審閱,重點(diǎn)針對(duì)流程模擬和圖紙規(guī)范等進(jìn)行評(píng)閱。通過(guò)每周的匯報(bào)和組內(nèi)討論,學(xué)生在表達(dá)能力等方面都得到了一定的提高。在學(xué)生精心準(zhǔn)備答辯材料的基礎(chǔ)上,組織預(yù)答辯,提前發(fā)現(xiàn)學(xué)生在答辯中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
3.4 及時(shí)總結(jié),完善團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)運(yùn)行模式
經(jīng)過(guò)三年的探索和實(shí)踐,團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式已日益成熟,并取得了明顯的效果。本團(tuán)隊(duì)畢業(yè)生的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量和答辯優(yōu)秀率在同級(jí)學(xué)生中明顯較高,這種新的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式也得到了同學(xué)們的普遍認(rèn)可。在每年答辯結(jié)束后,團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師開(kāi)展研討會(huì),對(duì)本年度設(shè)計(jì)過(guò)程中取得的經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行交流和總結(jié),并征集畢業(yè)生對(duì)團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式的意見(jiàn)和建議,完善團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)的運(yùn)行模式。
經(jīng)過(guò)幾屆畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐證明,畢業(yè)生設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作式指導(dǎo)模式可以發(fā)揮不同專(zhuān)長(zhǎng)的教師優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),有效解決目前本科畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,使畢業(yè)設(shè)計(jì)真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力,最終實(shí)現(xiàn)提高本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量和工程實(shí)踐能力的目的。
[1] 教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見(jiàn).教高[2011]1號(hào).http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201101/t20110108_115066.html. [2] 孫文福,王東旭.團(tuán)隊(duì)合作式本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)模式研究與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育,2014(8):198-199.
[3] 吳若梅,張亦靜,肖穎喆.包裝工程專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式的探討與實(shí)踐[J].包裝工程,2010,2(1):90-92.
[4] 陳繁榮,高曉明,牛風(fēng)興.化工專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題和改進(jìn)措施[J].山東化工,2016,45(3):116-119.
[5] 張啟忠,金范龍,董薇,等.化工類(lèi)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].吉林化工學(xué)院學(xué)院學(xué)報(bào),2014,31(12):43-45.
[6] 張青松,羅星娜,丁彩云,等.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)模式及保障機(jī)制探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2015(7):245-248.
Exploration and Practice of Graduation Design Teaching Based on Collaborative Team*
ZHAO Yun-peng, LIN Zhe, CAO Jing-pei, YAN Xin-long, WANG Yue-lun, ZHU Jun-sheng
(School of Chemical Engineering, China University of Mining and Technology,Jiangsu Xuzhou 221116, China)
Higher engineering education should make great effort to cultivate the abilities of engineering practice, design and innovation of students according to the requirements of both outstanding engineers training plan and engineering education professional certification. Based on the current situation of talent training and graduation design, the teaching mode of graduation design based on collaborative team was explored. Through the practice of graduation design in three consecutive graduates, it was proved that the teaching team combined by several teachers with different skills was beneficial to comprehensively enhance the guidance and supervision of graduation design, and improved the quality of graduation design.
graduation design; collaborative team mode; outstanding engineers; exploration and practice
2016年教育部本科教學(xué)工程(卓越計(jì)劃專(zhuān)業(yè))專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助。
趙云鵬(1981-),男,副教授,主要從事化學(xué)工程教學(xué)與研究。
G642.0
A
1001-9677(2016)023-0179-03