熊健 劉向君 程超 梁利喜 陳猛 李瑋 丁乙

摘? 要：巖石物理學基礎(chǔ)是能源特色高?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。隨著“雙創(chuàng)”國家政策的提出，“雙創(chuàng)”教育融入巖石物理學基礎(chǔ)的教學活動中是必然趨勢，也是提高勘查技術(shù)與工程專業(yè)學生綜合創(chuàng)新能力的重要抓手。該文對“雙創(chuàng)”背景下巖石物理學基礎(chǔ)課程教學現(xiàn)狀存在問題進行闡述，并對改變教育觀念、豐富教學內(nèi)容、改進教學方法和考核方式等方面進行課程改革的研究與探討。

關(guān)鍵詞：雙創(chuàng)；能源特色高校；專創(chuàng)融合；巖石物理學基礎(chǔ)；課程改革

中圖分類號：G640? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）02-00４９-0４

Abstract： Fundamentals of Rock Physics is one of the most important professional basic courses of exploration technology and engineering in energy characteristic universities. With the proposal of the national policy of "innovation and entrepreneurship"， it is an inevitable trend for "innovation and entrepreneurship" education to be integrated into the teaching activities of Fundamentals of Rock Physics， and it is also an important way to improve the comprehensive innovation ability of students majoring in exploration technology and engineering. This paper expounds the significance of the teaching reform of Fundamentals of Rock Physics under the background of "innovation and entrepreneurship"， and the curriculum reform in changing educational concepts， enriching teaching contents， improving teaching methods and assessment methods were studied and discussed.

Keywords： innovation and entrepreneurship; energy characteristic universities; special creation and integration; Fundamentals of Rock Physics; course reform

2015年，國務(wù)院辦公廳先后出臺《關(guān)于發(fā)展眾創(chuàng)空間推進大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導(dǎo)意見》《關(guān)于大力推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》和《關(guān)于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》等文件，極大地促進了我國高等學校的“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新（雙創(chuàng)）”教育的發(fā)展，推動了我國的“雙創(chuàng)”工作，優(yōu)化了我國的“雙創(chuàng)”環(huán)境[1]。為了培養(yǎng)大學生創(chuàng)新思維、增強大學生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)大學生創(chuàng)新精神、激發(fā)大學生創(chuàng)業(yè)潛能、提高大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，“雙創(chuàng)”教育改革受到越來越多高校的重視，如開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程、舉辦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師團隊、建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化服務(wù)基地等等，其中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)課程已經(jīng)成為很多高校大學生的必修課程[2-3]。目前，多數(shù)院校的“雙創(chuàng)”教育課程列為通識課程，其教學目標主要為培育學生創(chuàng)新思維，激發(fā)學生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)精神，提高學生創(chuàng)業(yè)能力，其過多強調(diào)了學生的創(chuàng)業(yè)行為，而忽視了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但“雙創(chuàng)”教育課程的教學內(nèi)容對不同專業(yè)的大學生缺少針對性、適應(yīng)性，這主要與不同專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動存在差異有關(guān)，造成“雙創(chuàng)”課程的教學效果不理想，很難達到培養(yǎng)學生“雙創(chuàng)”能力的目標[4-7]。學生“雙創(chuàng)”能力需要專業(yè)知識的支撐，然而“雙創(chuàng)”課程的教師沒有結(jié)合各個專業(yè)特點，對學生進行針對性的授課，缺乏與各個專業(yè)的聯(lián)系。“雙創(chuàng)”課程教學目標是提升學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，理論教學如果脫離專業(yè)實踐，易導(dǎo)致教學內(nèi)容枯燥乏味，將專業(yè)教學與“雙創(chuàng)”教育有機融合，引導(dǎo)學生投入到“雙創(chuàng)”實踐活動中去，激發(fā)學生對專業(yè)課程的學習興趣，使他們更加關(guān)注本行業(yè)的發(fā)展，兩者相輔相成，互相促進[8-9]。因此，在全國大力開展“雙創(chuàng)”教育背景下，將專業(yè)教學與“雙創(chuàng)”教育結(jié)合是激發(fā)學生創(chuàng)新的潛力重要抓手，這將使專業(yè)課程教學更好地服務(wù)于國家“雙創(chuàng)”戰(zhàn)略，對提升高校人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要現(xiàn)實意義。同時，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略激發(fā)了人才的創(chuàng)新活力，已成為推動中國經(jīng)濟發(fā)展的新引擎，這離不開創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，對高等學校創(chuàng)新性人才培養(yǎng)提出了更高需求。

地球物理勘探方法是油氣安全高效綠色開發(fā)，水合物、地熱等清潔能源利用和碳封存的關(guān)鍵技術(shù)之一[10]，是實現(xiàn)“雙碳”遠景目標的重要基礎(chǔ)，說明了勘查技術(shù)與工程專業(yè)承載著培養(yǎng)能源革命新時代服務(wù)國家能源戰(zhàn)略的拔尖創(chuàng)新人才的重任。隨著頁巖氣、頁巖油等非常規(guī)油氣藏和水合物、地熱能等新能源的勘探開發(fā)，新時代地球物理人才需求、崗位能力和素質(zhì)要求也將會隨之而調(diào)整，對學生專業(yè)核心能力、綜合創(chuàng)新能力和解決實際復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)提出了更高要求。巖石物理學基礎(chǔ)作為西南石油大學（簡稱“我?！保┛辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是地質(zhì)學、地球物理學的橋梁[11]，對于勘查技術(shù)與工程學科發(fā)展及人才培養(yǎng)有重要的促進作用，擔負著培養(yǎng)學生基礎(chǔ)理論與技能綜合應(yīng)用、復(fù)雜工程問題分析等綜合素質(zhì)的重任，是培養(yǎng)工程實踐與研究創(chuàng)新復(fù)合型人才的基石。在國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略背景下，這就對巖石物理學的課程教學改革提出了新的要求，即“雙創(chuàng)”元素如何在該課程教學中得到體現(xiàn)？如何將專業(yè)課教學和“雙創(chuàng)”教學緊密結(jié)合起來，如何發(fā)揮兩者在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)中的作用?；诖吮尘埃疚囊晕髂鲜痛髮W勘查技術(shù)與工程專業(yè)為例，總結(jié)巖石物理學基礎(chǔ)課程教學實踐現(xiàn)狀及其存在的問題，探討課程專創(chuàng)融合教學改革的具體實施路徑，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力，有助于提升勘查技術(shù)與工程專業(yè)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

一? 巖石物理學基礎(chǔ)課程教學現(xiàn)狀分析

勘查技術(shù)與工程專業(yè)在國內(nèi)多所高校都有設(shè)置，但是不同的高校根據(jù)自身特色，該專業(yè)的側(cè)重領(lǐng)域不一樣，主要包括油氣勘探領(lǐng)域、礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域、巖土工程領(lǐng)域等[12-14]。巖石物理學基礎(chǔ)作為我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究巖石的地球物理性質(zhì)、產(chǎn)生機制、相互關(guān)系及應(yīng)用，與物理學、地質(zhì)學、地球物理學、巖石力學等多學科密切相關(guān)，是一門交叉性、綜合性極強的學科。根據(jù)我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)的油氣特色，通過本課程的學習，讓學生系統(tǒng)地掌握巖石的基本物性、巖石的力學性質(zhì)，以及電學、聲學、磁學、放射性等巖石的地球物理性質(zhì)、產(chǎn)生機制、相互關(guān)系及其室內(nèi)實驗測定方法，為后續(xù)測井方法與原理、地震勘探原理、測井資料綜合解釋、地震資料綜合解釋等課程的學習奠定相關(guān)基礎(chǔ)[11]，幾乎串聯(lián)了勘查技術(shù)與工程專業(yè)所有專業(yè)課程，凸顯了該課程的重要性。隨著“雙創(chuàng)”國家政策的提出，“雙創(chuàng)”教育融入巖石物理學基礎(chǔ)的教學活動中是必然趨勢，也是提高勘查技術(shù)與工程專業(yè)學生綜合創(chuàng)新能力的重要抓手。

目前，巖石物理學基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學主要是訓練學生掌握巖石的基本物性、巖石的力學性質(zhì)，以及電學、聲學、磁學、放射性等基礎(chǔ)知識，獲得正確分析巖石物理現(xiàn)象的能力，缺乏對學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，造成學生綜合應(yīng)用所學知識解決復(fù)雜工程問題能力不足。巖石物理學基礎(chǔ)課程在多年的教學改革中取得一定成效[11，15-16]，但在“雙創(chuàng)”教育背景下仍存在一些不足，主要表現(xiàn)在：①內(nèi)容缺乏更新，落后于產(chǎn)業(yè)、學科發(fā)展。頁巖氣、頁巖油等非常規(guī)油氣藏和水合物、地熱能等新能源的勘探開發(fā)受到越來越多的關(guān)注，教學內(nèi)容上未體現(xiàn)出對這些新能源關(guān)注或關(guān)注較少，不能讓學生的能力達到能源革命新時代對地球物理創(chuàng)新人才的需求，總體上教學內(nèi)容未跟上時代需求，與學科發(fā)展脫節(jié)，新知識、新理論、新方法和新技術(shù)沒有得到體現(xiàn)，使學生的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力不足。②傳統(tǒng)教學方式、考核方式簡單，難以實現(xiàn)教學目標。傳統(tǒng)實驗教學方法單一、考核評價簡單，未能激發(fā)學生興趣，導(dǎo)致學生缺乏學習積極性，未能客觀地評價學生實踐能力，難以達到培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、提高學生的創(chuàng)新能力、解決問題能力的目的。③專業(yè)課教學和“雙創(chuàng)”教學未能緊密融合，如何發(fā)揮兩者在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用，也是創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略背景下提高學生創(chuàng)新能力亟需深入探索。

二? 巖石物理學基礎(chǔ)課程教學改革探索

（一）? 建立“科研-工程-教學-科創(chuàng)”深度融合的教學體系

隨著頁巖氣、頁巖油等非常規(guī)油氣藏和水合物、地熱能等新能源的勘探開發(fā)深入，新時代地球物理人才綜合創(chuàng)新能力和解決復(fù)雜工程問題能力的要求越來越高，且創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略背景下也需要培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的新時代大學生。因此，面向知識驅(qū)動的能源革命新時代應(yīng)用地球物理人才需求，需要進一步明確課程的教學目標，把培養(yǎng)學生具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力融入課程教學目標中，即：培養(yǎng)學生對理論、知識、技能的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新實踐能力。該課程教學內(nèi)容中除了已有知識體系外，提出進一步突出“新對象、新知識、新方法、新技術(shù)、新案例”的“五新”教育，據(jù)此根據(jù)油氣行業(yè)發(fā)展特點，挖掘和梳理課程的教學內(nèi)容，對課程的知識結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)容進行更新與完善，如更新和完善與頁巖氣、頁巖油等非常規(guī)油氣藏和水合物、地熱能等新能源相關(guān)的新教學內(nèi)容，使課堂傳授知識與油氣行業(yè)發(fā)展最新技術(shù)同步，讓學生了解油氣行業(yè)發(fā)展趨勢和研究前沿。同時，對該課程的教學內(nèi)容進行模塊化分解，可根據(jù)巖石物理學基礎(chǔ)課的知識結(jié)構(gòu)體系將該課程分為巖石基礎(chǔ)特性、巖石力學、巖石電學、巖石聲學、巖石熱學、巖石磁學和巖石放射性等模塊，將“雙創(chuàng)”元素全面滲透于各教學模塊，也將“思政”元素融入各教學模塊中，從而對各模塊的教學內(nèi)容進行有序梳理，如巖石達西定律是如何發(fā)現(xiàn)、如何發(fā)展、如何應(yīng)用；阿爾奇公式如何建立、如何演變、如何應(yīng)用，通過這些經(jīng)典理論或定律的發(fā)現(xiàn)過程、完善過程以及具體實際情況如何應(yīng)用等各個環(huán)節(jié)引導(dǎo)學生思考，除了讓學生收獲專業(yè)知識外，還讓學生感受各個環(huán)節(jié)中創(chuàng)新活動，體會各個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新思維，且領(lǐng)悟科學家持之以恒、科學嚴謹?shù)目蒲芯?，確?！半p創(chuàng)”能力培養(yǎng)和課程知識學習相互滲透、相互融合，讓學生意識到創(chuàng)新思維培養(yǎng)的重要性。

在課程教學內(nèi)容完善基礎(chǔ)上，提出了“科研－工程－教學-科創(chuàng)”深度融合的教學理念，以工程為載體，將科研成果融入教學內(nèi)容，動態(tài)更新巖石基礎(chǔ)物性、力學、聲學、電學等方面前沿知識等教學內(nèi)容，如層狀頁巖巖石聲波傳播規(guī)律；縫、洞、孔介質(zhì)中聲波傳播規(guī)律；天然氣水合物儲層巖石聲學、電學、力學的演化規(guī)律；高溫高壓巖石聲學、電學、力學響應(yīng)規(guī)律，并有效融入教學體系，運用于教學實踐，使教學內(nèi)容具有一定的超前性和新穎性，將利于學生掌握專業(yè)前沿的發(fā)展方向，也利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識。同時，將國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目、學科技能競賽項目、學校開放性實驗項目、學院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金項目等融入課堂教學，從縱向、橫向課題中挖掘、設(shè)計創(chuàng)新訓練任務(wù)，激發(fā)學生興趣，在傳授專業(yè)知識過程中加強“雙創(chuàng)”教育，以及依托“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”“創(chuàng)青春”“全國大學生測井技能大賽”“東方杯”“全國大學生勘探地球物理”等賽項鼓勵學生組隊參賽并主動指導(dǎo)學生參賽，從各項競賽中培養(yǎng)學生團隊意識和創(chuàng)造性思維，激發(fā)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生綜合運用知識解決現(xiàn)實問題的能力。此外，以“雙創(chuàng)”教育理念為指導(dǎo)，通過課堂互動式、啟發(fā)式、案例式、討論式等多種教學方法，充分調(diào)動學生學習的主觀能動性，以提高課程教學效果，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力。在此基礎(chǔ)上，基于學校網(wǎng)絡(luò)教學平臺搭建巖石物理學的課程網(wǎng)站，逐步建成完善的教學資源庫，供學生自學，并以實際工程為案例進行理論課程的重點和難點的針對性講解，編寫與之相關(guān)習題集供學生參考學習，加深學生對相關(guān)知識的理解。

（二）? 豐富教學方法，完善以教師為主導(dǎo)、學生為主體的教育教學模式

在傳統(tǒng)教學模式中，讓學生被動接受知識，忽視了理論與實踐結(jié)合，忽視學生主動性與能動性，忽視認知與實踐過程，缺乏對學生思維方法、分析和解決問題方法以及研究方法的訓練，難以提高學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力等“雙創(chuàng)”能力。以“雙創(chuàng)”教育理念為指導(dǎo)，改變以教師為主的傳統(tǒng)教學模式，通過課堂互動式、啟發(fā)式、案例式、討論式等多種教學方法，如啟發(fā)至巖石物理基礎(chǔ)研究、巖石物理地震勘探方法原理、地球物理測井方法原理、重磁電等工程物探方法原理，充分調(diào)動學生學習的主觀能動性，建立“以教師為主導(dǎo)、學生為主體”的教學模式，改變以“教師為主導(dǎo)、以教材為載體、以多媒體為媒介、以課堂為陣地”的單向式的灌輸教學模式，借助互聯(lián)網(wǎng)教學手段和翻轉(zhuǎn)課堂的教學新模式，使教師角色和身份從傳統(tǒng)知識的講授輸出者轉(zhuǎn)為分享指導(dǎo)者，以提高課程教學效果，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力。在教學過程中，引導(dǎo)學生運用已學基礎(chǔ)理論知識對本專業(yè)典型的工程案例進行剖析，重點分析“問題是什么”“問題的背景是什么”“問題的性質(zhì)是什么”“解決問題的方法是什么”，訓練學生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生“提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題”的能力，如從測井曲線中的井徑曲線判斷出地層井眼發(fā)生縮徑現(xiàn)象，引出巖石蠕變特性，分析巖石蠕變的概念以及測試方法，總結(jié)巖石蠕變的影響規(guī)律，提出控制巖石蠕變的方法。同時，針對該課程的教學內(nèi)容，可以設(shè)置多個題目，如根據(jù)課程分解的教學模塊設(shè)置不同課題，對學生進行分組，組織學生進行調(diào)研以及PPT匯報，訓練學生文獻調(diào)研能力與總結(jié)能力，不同小組間互評，以此激發(fā)學生求知欲和創(chuàng)造性。

（三）? 完善實驗教學體系，改革傳統(tǒng)實驗教學模式

根據(jù)巖石物理學基礎(chǔ)課程的教學大綱，該課程除了課堂理論教學外，還包含25%學時的實驗教學，表明了該課程的實驗教學具有重要作用。結(jié)合巖石物理學基礎(chǔ)教材，編寫與之相匹配的巖石物理學實驗教材是有必要的，可以方便學生在課堂理論學習的同時，從實驗教材也能對實驗過程有直觀理解。根據(jù)巖石物理學基礎(chǔ)大綱和學校教學條件，構(gòu)建并完善實驗教學體系，將巖石物理實驗分為演示性實驗、驗證性實驗、探究性實驗，且減少驗證性實驗項目，增加探究性實驗項目，確保學生在實驗過程中得到基本技能和創(chuàng)新能力訓練。同時，傳統(tǒng)的教學實驗?zāi)Ｊ街兄髦v教師先詳細講解實驗?zāi)康呐c原理，后詳細介紹實驗儀器，再向?qū)W生演示實驗，然后學生機械性模仿實驗操作，這使學生忽視實驗的重要性，也會使學生缺少思考和分析創(chuàng)造的意識?；诖?，嘗試引入“任務(wù)驅(qū)動教學法”應(yīng)用于實驗教學中，形成“以教師為主導(dǎo)、學生為主體”的教學模式，使得學生能主動參與實驗課程的設(shè)計和實施中，激發(fā)學生對巖石物理實驗的興趣，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，以及分析和解決問題的能力。同時，以開放性實驗、“大創(chuàng)”計劃等項目為驅(qū)動，逐漸引導(dǎo)學生開展自主、半自主科學實驗研究，在這個過程中樹立團隊協(xié)作精神，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題能力，增強所學知識綜合應(yīng)用能力和科研創(chuàng)新能力。

（四）? 構(gòu)建“知識+能力”多維課程考核方式

對巖石物理學基礎(chǔ)課程考核方式進行實踐探索，加強課程教學過程中的考核，理論教學和實驗教學都加大過程性考核力度，突出對學生學習過程的考查，除了對學生的平時成績（由課堂討論表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、平時測驗成績）進行綜合考核外，還增加討論、測驗、案例分析、文獻檢索和PPT匯報等考核，如分組討論中，可根據(jù)巖石基礎(chǔ)物性和巖石力學、巖石電學、巖石聲學、巖石熱學、巖石磁學和巖石放射性等教學模塊或?qū)W生學習基礎(chǔ)上自行擬定課題，激發(fā)學生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。同時，在期末試卷命題時，將課程的基礎(chǔ)知識與實際工程難題與應(yīng)用相結(jié)合，增加非標準化考試內(nèi)容，以能力運用為主，減少知識點的考核，讓學生運用創(chuàng)新思維方式對問題進行回答，從而激發(fā)學生創(chuàng)新意識，提高學生創(chuàng)新能力。此外，實驗的考核方式改變傳統(tǒng)實驗報告形式，引入問答式或論文式的實驗報告形式，除了實驗課前預(yù)習、實驗設(shè)計、實驗過程、實驗數(shù)據(jù)記錄等方面考核外，重點增加實驗數(shù)據(jù)處理與分析能力、學生單獨操作等考核，培養(yǎng)學生科學的嚴謹性，培養(yǎng)學生解決問題的能力、創(chuàng)新能力，從而形成“知識+能力”多維課程考核方式，實現(xiàn)對學生綜合能力的客觀評價。

三? 結(jié)束語

巖石物理學基礎(chǔ)作為勘查技術(shù)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)該專業(yè)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要陣地。在國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略背景下，巖石物理學基礎(chǔ)課程教學改革中需融入“雙創(chuàng)”元素，實現(xiàn)專業(yè)教育和“雙創(chuàng)”教育的有機融合，并以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，滿足能源革命新時代應(yīng)用地球物理人才需求，突出“五新”教育，挖掘和梳理課程的教學內(nèi)容，動態(tài)更新教學內(nèi)容，靈活選擇教學方法，建立“科研-工程-教學-科創(chuàng)”深度融合的教學體系，增強學生創(chuàng)新能力。同時，以學生為中心，以傳統(tǒng)實驗構(gòu)建學習情境為基礎(chǔ)，以非常規(guī)或新能源高階任務(wù)為問題導(dǎo)向，重構(gòu)傳統(tǒng)實驗教學模式，增強過程性考核，引入非標準化考試內(nèi)容，建立“知識+能力”多維課程考核方式，實現(xiàn)對學生綜合能力的客觀評價，形成“課堂教學-實驗教學-科創(chuàng)競賽”三位一體的遞進式學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。

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