王豐元 鄒旭東 柳江 林榮會(huì) 孫剛 贠海濤 李淑玉 修玉峰
[摘 要]快速發(fā)展的汽車工業(yè)對(duì)我國(guó)車輛工程領(lǐng)域的人才培養(yǎng)提出了更高要求。汽車設(shè)計(jì)課程作為車輛工程專業(yè)的主干課程,其對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)具有重要作用。項(xiàng)目組根據(jù)汽車設(shè)計(jì)和制造的課程體系,考慮到生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)組織特點(diǎn),設(shè)計(jì)了模塊化教學(xué)模式,分析了模塊化教學(xué)的組織模式、師資條件、課程教學(xué)組織方案,設(shè)計(jì)了包含26項(xiàng)內(nèi)容的課程客觀評(píng)價(jià)指標(biāo),并進(jìn)行了問卷調(diào)查,通過主觀和客觀分析,獲得了教學(xué)成效的基本分析,并提出了未來教學(xué)改革的重點(diǎn)方向。
[關(guān)鍵詞]車輛工程;汽車設(shè)計(jì);模塊化教學(xué);教學(xué)組織;教學(xué)評(píng)價(jià)
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2017)10-0032-04
《中國(guó)制造2025》強(qiáng)調(diào)了信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合是新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn),而智能制造則是搶占這一制高點(diǎn)的主攻方向[1],汽車設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在節(jié)能、環(huán)保、安全和智能上[2];而我國(guó)汽車的發(fā)展,經(jīng)歷了逆向工程到正向工程的轉(zhuǎn)變,采用了基于NVH的設(shè)計(jì)流程、基于安全的設(shè)計(jì)流程。[3]汽車行業(yè)急需培養(yǎng)具有設(shè)計(jì)能力和綜合創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才。
我校車輛工程專業(yè)的目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展需要,富有科學(xué)和創(chuàng)新精神,掌握扎實(shí)工學(xué)基礎(chǔ)理論、車輛工程專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能,具有科學(xué)的思維方法和工程實(shí)踐能力,在汽車測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)、特種及專用車設(shè)計(jì)、新能源汽車等方面綜合能力突出的、德智體美全面發(fā)展的應(yīng)用型車輛工程技術(shù)人才。
在專業(yè)能力設(shè)計(jì)方面,要求學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ);具有車輛工程領(lǐng)域必須的機(jī)械、力學(xué)、電工與電子技術(shù)、信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的基本知識(shí)和技能;系統(tǒng)地掌握車輛工程的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本技能和所需的專業(yè)知識(shí),初步具備綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決車輛工程中遇到的研究、設(shè)計(jì)制造、實(shí)驗(yàn)以及運(yùn)用等問題的能力。
在綜合素質(zhì)培養(yǎng)方面,要求學(xué)生具有不少于一門的外語綜合應(yīng)用能力,具備國(guó)際視野和跨文化環(huán)境下的交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作的初步能力;具備良好的團(tuán)隊(duì)精神,善于技術(shù)分工和協(xié)作,共同完成目標(biāo),具備良好的社會(huì)活動(dòng)的能力。
為了實(shí)現(xiàn)如上的設(shè)計(jì)目標(biāo),學(xué)院對(duì)本專業(yè)的汽車設(shè)計(jì)課程提出了教學(xué)要求。作為車輛工程專業(yè)必修的專業(yè)主干課程,汽車設(shè)計(jì)課程要使學(xué)生學(xué)會(huì)分析和評(píng)價(jià)汽車及其各總成的結(jié)構(gòu)與性能,合理選擇方案及有關(guān)參數(shù),并學(xué)到一些汽車主要零部件的設(shè)計(jì)方法,為以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)及畢業(yè)后從事汽車設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。
課程提出的能力培養(yǎng)目標(biāo)是:使學(xué)生具備合理匹配汽車零部件方案的能力;使學(xué)生掌握根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)選擇零部件的能力;使學(xué)生掌握汽車設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)。
一、汽車設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的基本思路和基本方案
根據(jù)課程教學(xué)要求、能力矩陣設(shè)計(jì)要求,按照模塊化原則[4][5],項(xiàng)目組將課程理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合,設(shè)計(jì)了模塊化的教學(xué)過程并組織實(shí)施。
(一)模塊化教學(xué)組織的基本原則
模塊化教學(xué)組織是貫徹模塊化課程體系的重要保障,為此設(shè)計(jì)模塊化教學(xué)組織的基本原則如下:
1.課堂教學(xué)內(nèi)容以模塊產(chǎn)品設(shè)計(jì)為目標(biāo),在總體設(shè)計(jì)的要求下獨(dú)立存在,強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合,模塊設(shè)計(jì)內(nèi)容和思想與企業(yè)目前的產(chǎn)品生產(chǎn)模式相一致。
2.發(fā)揮每個(gè)教師的專業(yè)和科研特長(zhǎng),將教學(xué)內(nèi)容與教師的特長(zhǎng)研究方向緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng),科研促進(jìn)教學(xué)。
3.模塊總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合,在設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用所學(xué)理論和知識(shí)。每個(gè)模塊的工程設(shè)計(jì)案例和經(jīng)驗(yàn),與教師的理論教學(xué)相得益彰,相互補(bǔ)充。
4.強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)成效,在課堂每個(gè)環(huán)節(jié)引入企業(yè)工程師任教,教授實(shí)際設(shè)計(jì)方法和案例,讓學(xué)生樹立工程設(shè)計(jì)思想,并落實(shí)到專業(yè)設(shè)計(jì)中。
(二)模塊化教學(xué)的師資條件
由于模塊化教學(xué)對(duì)教師提出了更高的要求,難以由一個(gè)或兩個(gè)教師完成,必須通過各方面有綜合能力的教師團(tuán)隊(duì)擔(dān)任,為此,課程采用總成分組、模塊化設(shè)計(jì)的形式完成,任課教師由兩部分人員組成,即高校教師和外聘企業(yè)技術(shù)骨干教師。學(xué)校根據(jù)課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu),配置主講教師8人,其中教授4人、副教授4人;參加授課的企業(yè)教師一般每年有3~6人,參加主要模塊的授課,主要來自整車和汽車零部件企業(yè)的技術(shù)骨干,如一汽解放青島汽車有限公司、北汽福田奧鈴汽車廠、青特集團(tuán)有限公司、山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院、黃海離合器有限公司等。
(三)課程學(xué)習(xí)方法
要將課堂集中授課、分散設(shè)計(jì)、分組討論、集中指導(dǎo)等環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,通過設(shè)計(jì)答辯展示小組設(shè)計(jì)成果。
授課教師與企業(yè)工程師聯(lián)合集中授課,講解總成設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)過程,明確設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求,圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)開展學(xué)習(xí)和分組研討;兩位教師的教學(xué)內(nèi)容形成互補(bǔ),校內(nèi)教師把握設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法,校外教師掌握現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將理論與實(shí)用相結(jié)合,提高學(xué)生培養(yǎng)效果。
分組設(shè)計(jì)是讓多名學(xué)生聯(lián)合完成指定的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),通過設(shè)計(jì)掌握設(shè)計(jì)理論、方法和標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生要分頭完成資料查閱、資料分析、設(shè)計(jì)方法研討、任務(wù)分工、過程協(xié)調(diào),并最終完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)。分組設(shè)計(jì)在課內(nèi)外進(jìn)行,設(shè)計(jì)模式靈活、工作效率高。
通過此項(xiàng)組織和學(xué)習(xí)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際任務(wù),查閱資料、分組討論、完成設(shè)計(jì)成果并匯報(bào)設(shè)計(jì)成果等環(huán)節(jié),提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、資料查閱及使用能力、匯報(bào)交流等綜合能力。
(四)總體教學(xué)安排方案
每個(gè)模塊內(nèi)容安排至少兩個(gè)講授環(huán)節(jié),包括主講教師講授和專家講座。第一次課程重點(diǎn)講授本模塊的主要內(nèi)容、主要設(shè)計(jì)流程、主要設(shè)計(jì)方法,介紹設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、參考資料,包括網(wǎng)絡(luò)資源和資料,分配設(shè)計(jì)任務(wù),確定任務(wù)的時(shí)間要求,確定繪圖完成的內(nèi)容。后續(xù)課程主要針對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行專項(xiàng)布置、講解或指導(dǎo)。endprint
設(shè)計(jì)任務(wù),由學(xué)生分組在課外完成。完成的任務(wù)應(yīng)包括設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告、部分關(guān)鍵總成及零件的圖紙,必須小組合作完成,制作PPT文件并進(jìn)行答辯。組內(nèi)每人必須至少答辯陳述1次,當(dāng)眾陳述。
所有總成及零部件結(jié)構(gòu)的圖樣設(shè)計(jì),參照教師提供的統(tǒng)一設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行,可以在完成全部設(shè)計(jì)要求內(nèi)容的基礎(chǔ)上,完成其他設(shè)計(jì)圖樣,如3D設(shè)計(jì)圖。
每章課程的設(shè)計(jì)過程中安排至少1次方案討論、1次集中設(shè)計(jì)討論、多次現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)、1次匯報(bào)交流和答辯。
最后完成所有材料的系統(tǒng)整理,完成整車的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算和資料整理,撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告,整理設(shè)計(jì)圖紙。課堂教學(xué)前后,學(xué)生可以按照要求,登錄學(xué)校課程中心的網(wǎng)站學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí),熟悉掌握有關(guān)結(jié)構(gòu)的拆裝。
分組及任務(wù),一般將5~6人分為1個(gè)設(shè)計(jì)小組,按照學(xué)號(hào)或宿舍或自由組合確定。確定完小組后,每組成員自己推選組長(zhǎng)。組長(zhǎng)負(fù)責(zé)本組設(shè)計(jì)任務(wù)的組織、分工、考核等任務(wù)。
完成的任務(wù)應(yīng)包括設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告、部分關(guān)鍵總成及零件的圖紙,必須小組合作完成。所有總成及零部件結(jié)構(gòu)的圖樣設(shè)計(jì),參照教師提供的統(tǒng)一設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。在整個(gè)課程進(jìn)行中,組內(nèi)每人必須至少進(jìn)行大會(huì)報(bào)告1次,匯報(bào)小組的設(shè)計(jì)成果,包括設(shè)計(jì)組織等過程所做的工作和方法。
二、教學(xué)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)及分析
為了測(cè)試汽車設(shè)計(jì)模塊化教學(xué)及教學(xué)改革的效果,除了教師要隨時(shí)了解信息、及時(shí)調(diào)整課程教學(xué)方法、劃分內(nèi)容外,課程組在課程結(jié)束后,還進(jìn)行了有針對(duì)性的問卷調(diào)查,問卷結(jié)果具有較好的客觀性,能夠較好地反映出與教學(xué)有關(guān)的狀態(tài)信息。
(一)客觀評(píng)價(jià)及分析
根據(jù)模塊化教學(xué)的基本安排,課程目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)間的關(guān)系,以及教學(xué)組織情況,項(xiàng)目組設(shè)計(jì)了如下兩套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如表1和表3所示,對(duì)各指標(biāo)分別設(shè)計(jì)了非常滿意、滿意、基本滿意、不滿意、無法評(píng)價(jià)五檔,并分別賦予5、4、3、1、0的分?jǐn)?shù)。
統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源為參加授課的47位學(xué)生,每個(gè)人獨(dú)立給出對(duì)每一個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù),并給出主觀的評(píng)價(jià)。每個(gè)項(xiàng)目的得分值為所有人員對(duì)該項(xiàng)目評(píng)價(jià)分值的算術(shù)平均值。
學(xué)生對(duì)課程模塊化設(shè)計(jì)的總體是滿意的,且滿意度較高。考核指標(biāo)8課程設(shè)計(jì)內(nèi)容是否有助于掌握本課程的主要內(nèi)容的評(píng)價(jià)最好,說明課程設(shè)計(jì)與課程理論學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合是非常重要的、有效的;考核指標(biāo)7模塊設(shè)計(jì)選取、分析與內(nèi)容貼切程度的評(píng)價(jià)較好,說明該課程的模塊化設(shè)計(jì)內(nèi)容較為集中、模塊分布較為合理;但考核指標(biāo)5課程內(nèi)容模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的評(píng)價(jià)最低,說明需要對(duì)有些模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,尤其是設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法等方面的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括時(shí)間分配;考核指標(biāo)10課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與目前流行技術(shù)的關(guān)聯(lián)性評(píng)價(jià)次低,說明課程學(xué)習(xí)過程中教師提供的內(nèi)容或采用的設(shè)計(jì)方法,沒有較為全面地引入目前流行的內(nèi)容、技術(shù)和方法,這可能與學(xué)習(xí)過程主要基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的過程學(xué)習(xí)有關(guān),與實(shí)際設(shè)計(jì)還是有一定差距的。
實(shí)際上,這組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),與學(xué)生對(duì)主觀評(píng)價(jià)的反映基本一致。
為考核教學(xué)過程中教師教學(xué)團(tuán)隊(duì)和教學(xué)組織過程,課題組設(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如表3所示。主要考核教師在教學(xué)中發(fā)揮作用的情況、課堂教學(xué)組織情況和目標(biāo)達(dá)成度情況。
考核指標(biāo)1和5兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)最好,表明每個(gè)模塊的授課教師都能夠很好地承擔(dān)有關(guān)模塊的課程,并且教師對(duì)教材或模塊內(nèi)容講解得較清楚。這證明教師熟悉本模塊核心內(nèi)容,并在此方向有豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、工程實(shí)踐能力和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師的配置方案是合理的。這種教師配置模式是值得推廣采用的,它既發(fā)揮了專業(yè)教師在本專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)優(yōu)勢(shì)和科研優(yōu)勢(shì),又提高了授課效率、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,并且能將專業(yè)教師與企業(yè)專業(yè)設(shè)計(jì)完美結(jié)合。
但考核指標(biāo)7關(guān)于課堂氣氛積極性與學(xué)生參與度的評(píng)價(jià)最低,說明在課堂授課過程中,學(xué)生沒有有效參與,缺少學(xué)生的提問、討論環(huán)節(jié),陳述多、研討少,這與評(píng)價(jià)指標(biāo)次低的第2項(xiàng)考核指標(biāo)即教師能在課程中激發(fā)學(xué)生的興趣是密切關(guān)聯(lián)的。這兩項(xiàng)低評(píng)價(jià)指標(biāo)表明,教師通過課程教學(xué)組織,適當(dāng)激發(fā)學(xué)生興趣是非常重要的,也是學(xué)生自身非常期望得到的效果。
(二)學(xué)生主觀評(píng)價(jià)及建議說明
主觀評(píng)價(jià)主要針對(duì)兩個(gè)方面提出,一是學(xué)生喜歡的方面,二是學(xué)生不太喜歡或不太滿意的方面,以改進(jìn)建議的形式給出問題。
1.學(xué)生對(duì)“這個(gè)課程我所喜歡的方面”的主觀評(píng)價(jià)
學(xué)生對(duì)“這個(gè)課程我所喜歡的方面”的主觀評(píng)價(jià)的主要結(jié)果是:針對(duì)課程內(nèi)容及模塊化組織,“能夠在生產(chǎn)要求條件下選取合適的汽車設(shè)計(jì)內(nèi)容,可以真正體會(huì)到與本專業(yè)有關(guān)的內(nèi)容”;起到了“復(fù)習(xí)基礎(chǔ),回顧專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)”的作用;肯定了“企業(yè)外聘的專家講課”的影響和作用,尤其是對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際工作流程的把握方面。通過“實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)”,“可以自己設(shè)計(jì)、理論計(jì)算,掌握學(xué)習(xí)方式”,“對(duì)整車的各方面設(shè)計(jì)全面、系統(tǒng)地梳理所學(xué)專業(yè)知識(shí)內(nèi)容”。
在模塊課程學(xué)習(xí)過程中,分組的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了“團(tuán)隊(duì)合作”“與同學(xué)交流合作”“能鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作,能讓同學(xué)自己親身去做設(shè)計(jì)、獨(dú)立設(shè)計(jì)”;可以讓“自己親身參與到設(shè)計(jì)當(dāng)中”;組內(nèi)大家一起討論,針對(duì)不同方面做觀點(diǎn)闡述;可以“將學(xué)到的知識(shí)與實(shí)際生活中遇到的問題結(jié)合在一起”。
“通過自己設(shè)計(jì)得出的結(jié)果,真正展現(xiàn)個(gè)人能力”,同時(shí)也能“提高能力,鞏固知識(shí)”;學(xué)生能“從整體上把握汽車設(shè)計(jì)流程”,通過答辯匯報(bào)展示了學(xué)習(xí)成效?!疤岣吡俗约簩?duì)汽車設(shè)計(jì)的了解和能力;運(yùn)用了以前學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),提升了綜合素質(zhì)能力”。
2.學(xué)生對(duì)本課程的課堂教學(xué)方法、課程設(shè)計(jì)組織等的建議
教學(xué)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié),“要讓每個(gè)同學(xué)都能切實(shí)參與,而不是哪一個(gè)同學(xué)獨(dú)立完成”。
將“時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,分組形式進(jìn)行改革,組別設(shè)置可以讓全班同學(xué)更團(tuán)結(jié)”;課堂教學(xué)方面“互動(dòng)性希望更多”,“更大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)習(xí)效率”。endprint
“增加答辯考核匯報(bào)的同學(xué)數(shù)量可以增加,設(shè)計(jì)的車型可以彼此互換;對(duì)答辯環(huán)節(jié)要更嚴(yán)格一些,要活躍氣氛,讓大家參與,提高學(xué)生興趣”; “可以考慮采用多種形式的授課方式,增加設(shè)計(jì)時(shí)間,加強(qiáng)老師及專業(yè)人士對(duì)同學(xué)的指導(dǎo)”。
3.后續(xù)教學(xué)改革的重點(diǎn)和基本思路
針對(duì)學(xué)生提出的問題,項(xiàng)目組進(jìn)行了梳理、分析,主要解決如下重點(diǎn)問題。
(1)優(yōu)化模塊課程體系,完善內(nèi)容,增加實(shí)際設(shè)計(jì)方法,將教師理論教學(xué)與企業(yè)實(shí)際設(shè)計(jì)結(jié)合得更加緊密。
(2)靈活組織課堂,倡導(dǎo)問題引導(dǎo)式教學(xué),引導(dǎo)圍繞設(shè)計(jì)目標(biāo)的課堂討論、小組討論和匯報(bào)討論。
(3)加強(qiáng)對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)的管理,調(diào)動(dòng)學(xué)生參與設(shè)計(jì)的積極性,使學(xué)生掌握基本的設(shè)計(jì)方法、解決問題的基本方法,提高設(shè)計(jì)成果表達(dá)能力和溝通交流能力。
(4)在課堂教學(xué)中,不斷引入新知識(shí)、新理念和新的設(shè)計(jì)方法,不斷改善教學(xué)組織方法。
三、結(jié)論
模塊化授課方式是一種課程內(nèi)容和教學(xué)方式的改革,要改善教學(xué)效果,需要教師和學(xué)生付出更多的精力和努力,尤其是付出更多的課外時(shí)間。通過5年的教學(xué)改革和嘗試,課題組教師不斷完善教學(xué)內(nèi)容和體系、改進(jìn)教學(xué)方法,從學(xué)生的主觀和客觀兩個(gè)方面的評(píng)價(jià)可以看出,教學(xué)效果得到了較高認(rèn)可。
學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)掌握了汽車技術(shù)設(shè)計(jì)的基本方法,提高了工程設(shè)計(jì)能力,具備了本專業(yè)的基本設(shè)計(jì)知識(shí)和能力。課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)、教學(xué)環(huán)節(jié)的組織、教學(xué)效果分析與評(píng)價(jià)應(yīng)該有機(jī)結(jié)合,推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的改善。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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[責(zé)任編輯:劉鳳華]endprint