梁良 夏熱 李小勇 張治坤
[摘 要] 隨著國(guó)家新工科教育理念的提出,工科實(shí)踐教學(xué)在工科教育中的地位日益凸顯,但目前許多工科院校并未完全認(rèn)識(shí)到實(shí)踐教學(xué)對(duì)培養(yǎng)新工科人才的重要意義。工科高校實(shí)踐教學(xué)應(yīng)構(gòu)建基于PDCA循環(huán)(計(jì)劃、確定方針、目標(biāo)和活動(dòng)計(jì)劃)的實(shí)踐教學(xué)閉環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),從計(jì)劃、執(zhí)行、考核和處理四個(gè)階段進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革。通過(guò)在工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用PDCA,檢驗(yàn)PDCA循環(huán)控制的效果,能為工科工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新起到一定的參考作用。
[關(guān)鍵詞]工程實(shí)踐;課程教學(xué);PDCA循環(huán)控制
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2018)11-0070-03
○、引言
隨著人類社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平日新月異,高等教育在其中扮演著越來(lái)越重要的角色。在過(guò)去的三十年中,我國(guó)高校的數(shù)量、招生規(guī)模以及畢業(yè)生數(shù)量迅速擴(kuò)張。高等教育從以前的精英教育階段逐漸過(guò)渡到大眾化教育階段[1][2]。然而,高校畢業(yè)生就業(yè)情況的不理想直接反映了高校教學(xué)和培養(yǎng)模式存在諸多問(wèn)題[3][4]。對(duì)于工科學(xué)生來(lái)說(shuō),畢業(yè)生的素質(zhì)能力和企業(yè)的要求不匹配的問(wèn)題日益嚴(yán)峻,實(shí)踐能力是其中一個(gè)很重要的因素。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的理論教學(xué)一直處于主體地位,實(shí)踐教學(xué)則是理論教學(xué)的補(bǔ)充,其重要性還沒(méi)有得到充分認(rèn)識(shí)[5]。同時(shí),在教學(xué)過(guò)程中,沒(méi)有將“理論知識(shí)傳授”、“實(shí)踐能力培養(yǎng)”貫穿至整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,無(wú)法有效做到知識(shí)的反饋和交互補(bǔ)充,這種做法難以培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐動(dòng)手能力和工程創(chuàng)新意識(shí)。
黃繼英對(duì)德國(guó)和美國(guó)的兩所大學(xué)工科實(shí)踐教學(xué)情況進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)德國(guó)大學(xué)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)多于美國(guó),而美國(guó)學(xué)生則是通過(guò)到企業(yè)接受就業(yè)培訓(xùn)來(lái)提高實(shí)踐能力的[6]。李陽(yáng)研究了歐美三所大學(xué)和我國(guó)四所大學(xué)的實(shí)踐教學(xué)狀況,發(fā)現(xiàn)歐美大學(xué)的教學(xué)計(jì)劃中實(shí)踐教學(xué)所占的比例較大,均在30%以上,而我國(guó)大學(xué)實(shí)踐教學(xué)所占的比例則為20%左右[7]。文獻(xiàn)[8]指出我國(guó)大學(xué)工科實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃中畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)占到了很大的比例,達(dá)到40%~50%,而在歐美大學(xué)中,該比例僅為10%。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,歐美大學(xué)注重學(xué)生創(chuàng)新能力和跨學(xué)科綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),重視實(shí)踐報(bào)告和實(shí)踐成果;而我國(guó)工科實(shí)踐教學(xué)存在管理目標(biāo)不明確,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)綜合性不強(qiáng),與企業(yè)的聯(lián)系不夠緊密等問(wèn)題。這導(dǎo)致工科實(shí)踐教學(xué)不能與理論教學(xué)相協(xié)調(diào),影響了整體教學(xué)質(zhì)量的提高。
工科實(shí)踐教學(xué)是指在一定的教學(xué)環(huán)境下,教師有組織、有目的地指導(dǎo)工科學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐性、應(yīng)用性學(xué)習(xí),傳承實(shí)踐知識(shí),開拓實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力,提高綜合素質(zhì)的教學(xué)活動(dòng)。近年來(lái)我國(guó)的工科實(shí)踐教學(xué)取得了很大的進(jìn)步,但在觀念、設(shè)備條件、師資、軟件、管理等方面與實(shí)際需求不相適應(yīng)。如實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量不足導(dǎo)致大規(guī)模工程訓(xùn)練教學(xué)難以正常開展;部分設(shè)備性能落后,與市場(chǎng)需求不適應(yīng);實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更新、拓展不夠,缺乏現(xiàn)代大工程訓(xùn)練項(xiàng)目等問(wèn)題。因此,只有通過(guò)實(shí)踐教學(xué)讓學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐并將理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合,使其發(fā)現(xiàn)自身問(wèn)題并彌補(bǔ)不足,為將來(lái)進(jìn)入社會(huì)勝任崗位打下了基礎(chǔ)。
一、PDCA循環(huán)及其特點(diǎn)
PDCA循環(huán)又叫質(zhì)量環(huán),是管理學(xué)通用模型,20世紀(jì)50年代被成功運(yùn)用于持續(xù)改善產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)程中。其中的PDCA是英語(yǔ)單詞Plan(計(jì)劃)、Do(執(zhí)行)、Check(檢查)和Action(處理)四個(gè)單詞的首字母。Plan(計(jì)劃)就是找出問(wèn)題,分析該問(wèn)題的各種影響因素并確定主要因素;Do(執(zhí)行)為制定解決問(wèn)題的步驟并加以落實(shí);Check(檢查)為檢查落實(shí)措施后的結(jié)果;Action(處理)是將解決問(wèn)題的方法標(biāo)準(zhǔn)化,進(jìn)行總結(jié)并提出新目標(biāo),然后再進(jìn)入下一次的PDCA循環(huán),直到問(wèn)題解決。在質(zhì)量計(jì)劃的制訂和組織實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中,這個(gè)過(guò)程就是按照PDCA循環(huán)在指定的計(jì)劃指導(dǎo)下進(jìn)行不停頓地、周而復(fù)始地運(yùn)轉(zhuǎn)、逐步提高。
PDCA循環(huán)實(shí)際上是有效進(jìn)行一項(xiàng)工作的合乎邏輯的工作程序。PDCA四個(gè)過(guò)程并不是運(yùn)行一次就完結(jié),而是周而復(fù)始地進(jìn)行,一個(gè)循環(huán)結(jié)束,解決了一部分問(wèn)題,可能還有其他問(wèn)題尚未解決,或者在循環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)新的待解決的問(wèn)題,需要進(jìn)行下一次循環(huán)。這種周而復(fù)始的循環(huán)正是質(zhì)量管理的基本方法。如果將整個(gè)某個(gè)高校的教學(xué)工作作為一個(gè)大PDCA循環(huán),那么各個(gè)學(xué)科、各個(gè)院系、各個(gè)專業(yè)還有各自小的PDCA循環(huán),就像一個(gè)行星輪系一樣,由大環(huán)帶動(dòng)小環(huán),逐級(jí)有規(guī)則地運(yùn)轉(zhuǎn)。從圖中還可以發(fā)現(xiàn),PDCA循環(huán)并不是在同一水平上進(jìn)行循環(huán)的,每次循環(huán)都會(huì)解決一部分問(wèn)題,取得一部分成果,其工作就會(huì)進(jìn)一步提高,到下一次循環(huán)又有新的目標(biāo)和內(nèi)容。
二、PDCA循環(huán)在工科實(shí)踐教學(xué)中的體現(xiàn)
(一)工科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革
在新的教育形勢(shì)下,高等學(xué)校構(gòu)建綜合性工程實(shí)踐平臺(tái)不僅可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研多層次實(shí)踐教學(xué)模式,還可以將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái),使學(xué)生成為真正的學(xué)習(xí)主體,在工程實(shí)踐過(guò)程中循序漸進(jìn)、逐步積累、技術(shù)內(nèi)化。依托該平臺(tái)可以充分發(fā)揮高校的科研優(yōu)勢(shì),使之應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐、學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)之中,實(shí)現(xiàn)“認(rèn)知型訓(xùn)練—實(shí)踐型訓(xùn)練—綜合型訓(xùn)練—?jiǎng)?chuàng)新型訓(xùn)練”四個(gè)層次多模塊、相互銜接的工程實(shí)踐教學(xué)體系,進(jìn)一步體現(xiàn)實(shí)踐技能系統(tǒng)訓(xùn)練與科學(xué)研究能力培養(yǎng)相結(jié)合的特點(diǎn)。其中,認(rèn)知型訓(xùn)練為專業(yè)基礎(chǔ)應(yīng)用訓(xùn)練,主要是安排學(xué)生進(jìn)行本行業(yè)認(rèn)知教育,使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)本行業(yè)的特點(diǎn)及相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。實(shí)踐型訓(xùn)練則是綜合應(yīng)用訓(xùn)練,主要是使學(xué)生全面了解和掌握對(duì)應(yīng)工程行業(yè)相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能,相關(guān)系統(tǒng)及輔助設(shè)備,能充分了解和掌握最新的行業(yè)技術(shù)及最新成果。綜合型訓(xùn)練則是培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)與實(shí)際應(yīng)用能力,使學(xué)生了解和掌握本行業(yè)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)知識(shí),掌握大型動(dòng)力設(shè)備的啟停程序,控制模式及設(shè)備運(yùn)行方式,并能夠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行事故分析和處理。創(chuàng)新型訓(xùn)練是將實(shí)踐教學(xué)體系各課程內(nèi)容進(jìn)行融合,分為多個(gè)訓(xùn)練模塊,各模塊多個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合,設(shè)置相應(yīng)的研究探索性實(shí)踐項(xiàng)目。
(二)PDCA實(shí)驗(yàn)改革策略
工科實(shí)踐教學(xué)可以利用PDCA循環(huán)管理模式進(jìn)行組織教學(xué),首先要求具有明確的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃(Plan);其次要求按照教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃去實(shí)施(Do);再次是對(duì)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)計(jì)劃執(zhí)行情況進(jìn)行檢查(Check);最后通過(guò)教學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出解決方案(Action)。這四個(gè)過(guò)程構(gòu)成了工科實(shí)踐教學(xué)第一輪PDCA循環(huán)。根據(jù)第一輪循環(huán)檢查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,再次制訂新的實(shí)踐教學(xué)方案,隨后進(jìn)行第二輪PDCA循環(huán)。以此類推,形成一個(gè)螺旋式上升的工科實(shí)踐教學(xué)PDCA循環(huán)。其中螺旋頂部是實(shí)踐教學(xué)的終極目標(biāo)。PDCA循環(huán)就像一個(gè)不停轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪,周而復(fù)始地運(yùn)轉(zhuǎn),每一次循環(huán)都在原水平的基礎(chǔ)上提高,每循環(huán)一次都有新的目標(biāo),解決一些問(wèn)題,從而將工科實(shí)踐教學(xué)提升一個(gè)新的層次,各個(gè)循環(huán)直接相互促進(jìn)、相互協(xié)調(diào),四個(gè)階段缺一不可,緊密銜接。值得注意的是,PDCA循環(huán)必須圍繞A階段的目標(biāo)和計(jì)劃轉(zhuǎn)動(dòng),及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),肯定經(jīng)驗(yàn),將行之有效的對(duì)策和措施,上升為新的標(biāo)準(zhǔn),為下一個(gè)循環(huán)做好準(zhǔn)備,這樣才能保證循環(huán)有效健康地運(yùn)行。只要始終遵循有效的步驟來(lái)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué),工科實(shí)踐教學(xué)體系就會(huì)始終保持在一個(gè)良性循環(huán)狀態(tài)中。
一旦利用PDCA循環(huán)管理模式將工程訓(xùn)練中心平臺(tái)搭建成功,就可以為學(xué)生創(chuàng)造更多的進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)實(shí)踐的機(jī)會(huì);并充分結(jié)合大學(xué)生暑期實(shí)踐、大學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)、大學(xué)生科技創(chuàng)新、大學(xué)生科技競(jìng)賽等活動(dòng),夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)。一方面,通過(guò)工程實(shí)踐教學(xué)這一平臺(tái),可以廣泛吸收相關(guān)行業(yè)專家參與人才培養(yǎng)方案制訂,共同制訂培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系,并采取必要措施鼓勵(lì)行業(yè)企業(yè)專家參與人才培養(yǎng)過(guò)程,如教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、各類實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等,開設(shè)企業(yè)管理課程等。另一方面還可以通過(guò)工程實(shí)踐平臺(tái)構(gòu)建具有行業(yè)與專業(yè)特色的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的實(shí)踐教學(xué)體系。針對(duì)企業(yè)人才需求,修改、補(bǔ)充、完善現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教材、講義、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)書,編寫新的立體可視化實(shí)踐教學(xué)片,建立完整的實(shí)踐教材體系。策劃、鼓勵(lì)、資助教學(xué)和學(xué)術(shù)水平高的教師和企業(yè)專家合作編寫新教材,更新陳舊、過(guò)時(shí)的內(nèi)容,把反映當(dāng)今高新技術(shù)發(fā)展的新發(fā)展、新概念、新方法及新技術(shù)等充實(shí)到新的教材中,充分反映相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的新發(fā)展和新要求。
同時(shí)工程訓(xùn)練中心采取開放運(yùn)行的模式,定期公布中心可提供的課程、實(shí)習(xí)崗位、指導(dǎo)教師等相關(guān)信息,開設(shè)網(wǎng)上選課系統(tǒng)、指導(dǎo)教師雙向選擇系統(tǒng)、成績(jī)管理與查詢系統(tǒng)、就業(yè)與實(shí)習(xí)崗位發(fā)布等系統(tǒng),為企業(yè)和學(xué)校的員工和學(xué)生之間搭起一座信息橋梁,可以讓更多的人參與到中心的建設(shè)中來(lái)。
三、PDCA循環(huán)在實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)例應(yīng)用及成果
(一)PDCA實(shí)驗(yàn)改革流程
為適應(yīng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、適應(yīng)能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”的人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求,某綜合性大學(xué)工程訓(xùn)練中心構(gòu)建了現(xiàn)代工程訓(xùn)練平臺(tái),實(shí)施多層次的工程訓(xùn)練教學(xué)模式,研究創(chuàng)新面向拔尖人才。
該校首先制定了工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)來(lái)提高科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)成效,增加學(xué)生受益面,同時(shí)在全國(guó)性科技競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī),并服務(wù)于本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。
其次是結(jié)合其所制定的目標(biāo),開設(shè)相應(yīng)的課程。如在科技創(chuàng)新項(xiàng)目中采用先進(jìn)設(shè)備,使學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力得到顯著提升,并開設(shè)創(chuàng)意課程,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新激情,鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維能力;在科技競(jìng)賽方面,為學(xué)生參加智能車大賽提供高端示波器、數(shù)據(jù)采集卡、頻譜分析儀等檢測(cè)儀器和設(shè)備,提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力,為其參加全國(guó)性科技競(jìng)賽打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);在本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)方面,承擔(dān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及本科生畢業(yè)設(shè)計(jì),提高工作效率,改善實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)水平。
再次是結(jié)合工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)對(duì)工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行分析。其主要問(wèn)題有:設(shè)備明顯不足,多層次的工程訓(xùn)練難以正常開展;部分設(shè)備性能落后,與市場(chǎng)需求不適應(yīng)。前者導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)教學(xué)僅僅能夠基本滿足工學(xué)部部分專業(yè)工程實(shí)踐的需要,無(wú)法適應(yīng)該校人文、理學(xué)、醫(yī)學(xué)專業(yè)開設(shè)工程訓(xùn)練課程的需要;后者導(dǎo)致主體實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目仍停留在傳統(tǒng)的 “金工”實(shí)習(xí)層面上,與同類院校開設(shè)的先進(jìn)技術(shù)訓(xùn)練項(xiàng)目有較大差距。
最后是根據(jù)所檢查出的問(wèn)題,選擇合適的解決方案進(jìn)行逐一解決。如依托能源動(dòng)力工程與裝備綜合實(shí)驗(yàn)室,彰顯可再生綠色能源工程特色。購(gòu)置可再生能源模型構(gòu)件,學(xué)生可創(chuàng)意組裝,普及可再生能源知識(shí)。購(gòu)置機(jī)器人演示與組裝模型,科普機(jī)器人知識(shí)。建立智能汽車測(cè)試環(huán)節(jié),配置儀器及零配件,為學(xué)生參加全國(guó)智能汽車大賽奠定基礎(chǔ)。購(gòu)置桌面3D打印機(jī)、計(jì)算機(jī)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)軟件,建立3D打印實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生可利用該平臺(tái),充分發(fā)揮想象力,打印出自己心儀的作品,同時(shí)激發(fā)學(xué)生研究3D打印技術(shù)、探索前沿技術(shù)的興趣。增加工程實(shí)踐與綜合部分先進(jìn)技術(shù)設(shè)備,增加設(shè)備臺(tái)套數(shù),擴(kuò)大承載能力。購(gòu)置超精細(xì)激光金屬切割機(jī)床、加工中心,增加先進(jìn)技術(shù)訓(xùn)練項(xiàng)目。
(二)PDCA實(shí)驗(yàn)改革成效
通過(guò)上述第一輪PDCA循環(huán)發(fā)現(xiàn),本循環(huán)還有尚未解決的問(wèn)題,如高端CAM創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)不足,難以讓學(xué)生進(jìn)入數(shù)字化智能化制造時(shí)代;模擬駕駛設(shè)施,數(shù)控車床、線切割機(jī)床等數(shù)控設(shè)備數(shù)量有限,難以擴(kuò)大教學(xué)承載能力;先進(jìn)的焊接教學(xué)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)難以讓學(xué)生感受焊接自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)代化水平;虛擬制造實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)不足,難以改善實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境,優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,提高設(shè)備、場(chǎng)地的利用率。本次PDCA循環(huán)尚未解決的問(wèn)題將會(huì)轉(zhuǎn)到下一次循環(huán)中,進(jìn)行進(jìn)一步有針對(duì)性的改進(jìn)。這種方法在一定程度上可以解決工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的部分問(wèn)題,促進(jìn)工科實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高,適應(yīng)教育發(fā)展的新形勢(shì),給工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式帶來(lái)一定的創(chuàng)新。
為期兩年半的PDCA循環(huán)工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式探索試驗(yàn)表明,該訓(xùn)練中心已獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)三項(xiàng)、省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)五項(xiàng),獲獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)域包括專業(yè)類科目競(jìng)賽、創(chuàng)新類大賽、智能車競(jìng)賽、機(jī)器人大賽等多個(gè)領(lǐng)域,這對(duì)推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革,提高畢業(yè)生的素質(zhì)能力具有重要意義。
四、結(jié)論
本文以高校工科實(shí)踐教學(xué)管理為研究對(duì)象,分析了影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的主要因素,并借鑒國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的全面質(zhì)量管理理論,構(gòu)建了工科實(shí)踐教學(xué)體系和形成了PDCA循環(huán)管理方法。結(jié)合工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)具體案例,從計(jì)劃、執(zhí)行、考核和處理四個(gè)階段闡述工科實(shí)踐教學(xué)實(shí)施全面質(zhì)量PDCA循環(huán)管理的過(guò)程。這在一定程度上克服了傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的弊端,解決了工科實(shí)踐教學(xué)存在的部分問(wèn)題,提高了工科實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和效益,并適應(yīng)教育發(fā)展的新形勢(shì),帶來(lái)了實(shí)踐教學(xué)管理的創(chuàng)新,為提高工科實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量提供了借鑒。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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[責(zé)任編輯:劉鳳華]