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摘要:研究了高频电子技术课程特点,为有效提高学生学习兴趣、掌握高频课程内容提出了高频课程项目化教学改革思路,即用典型高频电子产品作为教学项目,再对项目进行任务分解,每个任务都包含了高频电子技术的相关知识点。教学过程中multisim仿真与实物装配调试相结合,实现高频理论知识与实践的有效结合,提高学生学习兴趣与对内容的掌握和理解能力。
关键词:高频;项目化教学;高职院校
中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)19-0051-02“高频电子技术”是电子专业与通信类专业一门重要的专业基础核心课程,既具有自身的体系,又与“模拟电子技术”配合,形成系统的、专业性很强的模拟电子技术知识体系。该课程与“数字电子技术”配合就构成了完整的电子技术基础知识体系,为学习电子声像技术、通讯技术等专业知识打下坚实基础。在整个学科体系中具有承上启下的重要作用和不可替代的地位,因此该课程专业性、综合性强,对学生基础知识结构要求高。[1]通过本课程的学习,学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法,而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。但在“高频电子技术”实际教学过程中,学生普遍反应该课程抽象、难懂,难以掌握,存在排斥情绪。究其原因为高职院校大部分学生学习基础与学习能力较差,但主要原因是本课程理论性、系统性比较强,而且目前高频电子技术大都采用的是传统的方式教学,即理论+实验的形式,所谓实验也就是些验证性实验,只需学生观察电路输出波形并进行简单数据测量即可,教材也都是偏理论型。这种授课形式,信息量大,专业知识系统。但它忽视了学生的接受能力,高频电子技术公式推导多,烦琐,理论抽象,学生理解困难,再加上这种授课形式理论与实践联系少,学生没有接触到实际应用,传统的教学模式与教学内容与生活应用实践脱节,学生往往不知学习抽象的理论到底有何用,在学习过程中难以激起学生的学习兴趣与克服学习困难的积极性,反而会使学生对这门课程产生排斥与厌学情绪。学生的学习状态进一步影响到老师,使老师产生厌教情绪,从而使本门课程教学质量下降,学生学不到应有的知识。有必要对高频电子技术课程的教学内容、教学设计、教学方法与手段、课程考核等进行改革,使学生能够学有所用,激发学生学习兴趣。
一、“高频电子技术”课程项目化教学改革思路
近年来,随着我国高等职业教育改革的不断深入,以“能力本位”为出发点进行项目化教学改革是目前高职教学改革的方向之一。“高频电子技术”课程要进行项目化教学改革必须根据课程特点,找到能够提高学生学习兴趣且与实际生活相关的教学项目,并把课程中所有必需的知识按照知识结构分解到教学项目中去,因此教师把该课程的学习内容按照知识结构分解为两大项目的学习,每个项目学习中又含有若干个教学任务,学生在不断完成任务的过程中掌握知识并增长实践技能,最终完成项目,所以该课程实行理实一体化教学。[2]
根据“高频电子技术”课程的知识结构,把课程的知识体系划分为两大模块:信号的接收与发送。在这两个知识模块中,分别用实际项目为载体,用任务来驱动引领知识模块的学习,从而使学生在完成这些项目的工作过程中,既学会了相关的知识和技能,又锻炼和培养了各种能力,有利于学生后续专业课程的学习和今后工作发展的需要。
课程项目的选取根据高频课程的特点,采用了两个生活中常见的并能典型代表高频知识结构的两个电子产品收音机和无线话筒来承载本课程的所有知识点。为了涵盖所有的知识点并满足课时要求,教学项目中两个电子产品所采用的调制方式与作用也不一样。AM收音机主要涵盖信号的接收与AM调制的所有知识;无线调频话筒主要涵盖信号的发射与FMPM调制的所有知识。教学内容的整体设计如表1所示。
表1?“高频电子技术”课程整体教学内容设计
信号的接收项目一:AM收音机的设计与制作 项目1-1:小信号选频放大电路的设计与制作 信号的发送项目二:无线调频话筒 项目2-1:高频功率放大器的设计与制作
项目1-2:正弦波振荡器的设计与制作 项目2-1:倍频器的设计与制作
项目1-3:振幅调制与解调电路的设计与制作 项目2-3: 角度调制与解调电路的设计与制作
项目1-4:混频器的设计与制作 项目2-4:频率变换器的设计与制作
项目1-5:综合制作与调试 项目2-5:综合制作与调试
二、课程项目化教学具体设计
课程主要采用以实际项目为载体的任务驱动型教学方法,把原本相对独立的一些课程内容,设计成两个大的项目,按照知识相关性把学生的理论知识学习与技能训练在这两个项目中进行细化,分解成独立任务。每个任务的完成步骤如下:
所以该课程必须要在理实一体化教室完成。以项目一中的混频器的设计与制作为例,教学具体设计如下:
1.教师告知(实物展示、口述、设问)
知识目标:了解混频器的组成,理解其工作原理作用,熟悉参数计算公式。
能力目标:能根据相关公式计算选择器件;会正确使用、能正确仿真出混频器输出波形;能够正确使用MC1496装配出混频器电路;能够使用高频仪器正确测量混频器输出波形与主要参数。
素质目标:通过本次教学培养学生分析问题解决问题的能力、创新能力、精益求精的工作态度和科学严谨的工作作风。
2.在新课引入上采用讨论法
让学生用已有的知识来分析AM收音机工作原理,提高学生探究的兴趣。告诉学生每次课主要解决的问题和要达到的目标,对项目分解,引出任务(多媒体展示、提问);展示信号接收框图,引出任务:混频器的设计与制作;指出混频器在框图中的位置及作用。
3.任务分析
混频器的组成和工作原理分析(讲述、示范、讨论)。给学生分析电路工作原理与作用,指出电路的设计思路,与如何选择相应的元器件。
教学重点:混频器工作原理理解,在教学中引导学生学会知识的融会贯通。 4.提出电路设计参数要求,由学生自主设计电路
重点与难点:振荡电路元器件参数计算与带通滤波器参数计算。在电路设计中注重学生的创新精神培养。
5.在计算机上进行multisim仿真,进行虚拟实验
6.进行元件测量与搭接硬件电路进行测试
使学生建立起“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念”,提高学生的总体素质。
教学重点:实际电路测试方法与数据分析。在实际电路安装与测量中培养学生实事求是的工作态度与严谨的科学作风。
7.教师点评与归纳总结
可先由学生总结再由老师总结并对学生完成情况给予考核。
8.作业
混频器的其他实现方法,作业布置注意拓展学生的知识面。
9.课时分配
原理分析与参数设计2课时,仿真1课时,实物装配与测试3课时。
10.过程考核表(见表2)
表2?混频器的设计与制作评分标准
任务及配分 任务标准 评分标准 扣分 得分
设计 电路参数
设置20分 能根据相关公式与要求计算与合理选择元器件参数 根据电路设计情况,酌情扣分
电路仿真20分 能用仿真软件对电路进行仿真,结果正确 不能正确使用仿真软件仿真扣10分;
仿真结果不正确扣10分
制作 元器件识别10分 能正确识别元器件,正确判断元器件好坏 错误识别一个扣2分;
元器件质量检测,不会检测扣10分
电路安装10分 能按要求进行成形;
布线合理、紧凑;
元器件连接关系和电路原理图一致 成形损坏元器件,每个扣5分;
布局不合理每处扣5分;
连接关系错误每处扣10分
调试检测 主要参数调试与检测30分 电路能正常工作输出混频波形;
测试输出信号频率 电路不能正常工作扣15分;
输出参数不正确扣15分
安全、文明生产 不人为损坏元器件;
保持实习环境整洁、秩序井然、操作习惯良好 违反文明生产要求视情况扣总分5~10分
创新(附加分) 电路设计中有创新;
电路制作中有创新 每有一处创新在总成绩上加10分
三、教学方法与教学手段
在“高频电子技术”课程教学中采用多种教学方法和教学手段。
1.教学方法[3]
各种教学方法都有其优越性和局限性。本课程在教学中,根据课程内容和学生特点,采取灵活多样的教学方法,启发引导学生积极思考、乐于实践,培养学生的能力与素质。主要实施的方法有:
(1)项目教学法。把原本相对独立的一些课程内容,按照内容的相关性分成两大模块,设计成两个具体的实际项目。每个具体项目又分成若干个任务,按照任务相关性设置知识与技能。从而使学生在完成这些任务的工作过程中,既学会了相关的知识和技能,又锻炼和培养了各种能力。有利于学生后续专业课程的学习和今后工作的发展。
(2)讨论法。对一任务多方案或一些实际应用问题,让同学们分组展开讨论,发表意见,引导学生出方案、出解答。这既可充分发挥学生的主动性,增强教学互动,创造生动活泼的教学情境,又可让学生在掌握学习内容的同时,培养对问题的表述能力和参与意识,提高课堂教学的效果。
(3)仿真法。本课程的特点是工程性、实践性强。为此,在任务实施过程中,由学生自主设计电路,先在计算机上进行multisim仿真的虚拟实验,后搭接硬件电路进行测试。使学生建立起“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念”,提高学生的总体素质。
(4)自主学习法。对公式推导、电路设计等内容,可提前布置,让学生借助课程网站的教学资源,或者上网自己查阅资料完成。培养学生自主学习和借助网络学习的能力。
2.教学手段上采用传统与现代结合,实际操作与仿真技术结合
(1)传统教学手段与现代教学手段相结合。综合板书与多媒体课件的优点针对性地进行教学,多媒体课件生动直观,但也存在不少的缺点,比如信息量过大,节奏过快等,学生接收困难,而传统板书恰好弥补这个缺陷。在授课时,根据内容选择板书或是多媒体,当需要实物演示或是需要电子运动图像时,选择多媒体,可以使抽象的问题变得简单而且直观。如果讲到电路组成,工作原理、参数分析及性能比较时,则根据需要采用传统板书来授课,这样学生可以有时间思考,而且学生老师可以直接交流。[4]
(2)实际操作与仿真技术相结合。实际操作的重要性不言而喻,学生实践能力的培养要通过对电路的实际操作来进行,而multisim仿真软件则是高频设计电路中不可或缺的工具,学生设计出电路后,再用实际电路实现前,可以用multisim对所设计电路进行仿真,如果出现问题的话,可以及时修改电路,从而节省了时间和实验成本。[5]
四、课程考核
“高频电子技术”课程考核方式随着课程内容与安排的变化发生了很大变化,考核中更为注重平时各个教学环节学生的知识能力的测评,随时记录学生在每个任务中的表现,并且作为平时成绩的一部分,同时注重过程考核与创新能力考核。
总评成绩=期末理论考核成绩*40%+过程考核成绩*40%+平日成绩*20%
其中平时成绩由:出勤情况、作业质量、任务参与程度、合作程度等构成。
实践成绩由:各任务完成质量考核成绩、过程考核成绩、创新能力等组成。
期末理论考核主要考查学生对基本概念和所学理论知识的掌握程度及应用能力。
五、总结
通过对“高频电子技术”课程的改革实践,总结如下:
以实际项目来安排理论教学,以项目或任务贯穿整个课程教学过程中,且任务选取切合生活实际,以能力为本位的教学思路,在教学过程中,带领学生用已知的高频理论知识去分析与设计生活中常见的具有典型性的高频电子产品,并进行组装与调试,使理论与实践不分离不脱节,提高学生学习兴趣;多种教学方法并用,教学过程中理论与实践有机结合,在教学实施过程中,注重对学生关键能力的培养;“过程考核”和“期末考核”相结合,突出训练效果的时效性,建立过程考评(任务考评)与期末考评(理论考评)相结合的考核方法,强调过程考评的重要性;在教学过程中,由于学生个体学习能力存在差异,所以课程在执行过程中应充分考虑这一因素才能够保证在规定学时内完成教学任务。
参考文献:
[1]杨犀,马海燕.《高频电子线路》课程教学改革的研究与实践[J].新西部(理论版),2009,(6):202-203.
[2]陈栋.关于《高频电子线路》教学改革的探讨[J].才智,2011,(8):265.
[3]胡昭华,吴佑林.基于Multisim的“高频电子线路”教学研究[J].电气电子教学学报,2010,(6):116-117.
[4]于效宇,刘艳.“高频电子线路”教学方法的研究与改进[J].中国电力教育,2010,(30):67-68.
[5]范瑜,潘启勇,邬正义,等.“高频电子线路”的教学现状与改革思路[J].电气电子教学学报,2009,(4):20-21.
(责任编辑:宋秀丽)
关键词:高频;项目化教学;高职院校
中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)19-0051-02“高频电子技术”是电子专业与通信类专业一门重要的专业基础核心课程,既具有自身的体系,又与“模拟电子技术”配合,形成系统的、专业性很强的模拟电子技术知识体系。该课程与“数字电子技术”配合就构成了完整的电子技术基础知识体系,为学习电子声像技术、通讯技术等专业知识打下坚实基础。在整个学科体系中具有承上启下的重要作用和不可替代的地位,因此该课程专业性、综合性强,对学生基础知识结构要求高。[1]通过本课程的学习,学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法,而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。但在“高频电子技术”实际教学过程中,学生普遍反应该课程抽象、难懂,难以掌握,存在排斥情绪。究其原因为高职院校大部分学生学习基础与学习能力较差,但主要原因是本课程理论性、系统性比较强,而且目前高频电子技术大都采用的是传统的方式教学,即理论+实验的形式,所谓实验也就是些验证性实验,只需学生观察电路输出波形并进行简单数据测量即可,教材也都是偏理论型。这种授课形式,信息量大,专业知识系统。但它忽视了学生的接受能力,高频电子技术公式推导多,烦琐,理论抽象,学生理解困难,再加上这种授课形式理论与实践联系少,学生没有接触到实际应用,传统的教学模式与教学内容与生活应用实践脱节,学生往往不知学习抽象的理论到底有何用,在学习过程中难以激起学生的学习兴趣与克服学习困难的积极性,反而会使学生对这门课程产生排斥与厌学情绪。学生的学习状态进一步影响到老师,使老师产生厌教情绪,从而使本门课程教学质量下降,学生学不到应有的知识。有必要对高频电子技术课程的教学内容、教学设计、教学方法与手段、课程考核等进行改革,使学生能够学有所用,激发学生学习兴趣。
一、“高频电子技术”课程项目化教学改革思路
近年来,随着我国高等职业教育改革的不断深入,以“能力本位”为出发点进行项目化教学改革是目前高职教学改革的方向之一。“高频电子技术”课程要进行项目化教学改革必须根据课程特点,找到能够提高学生学习兴趣且与实际生活相关的教学项目,并把课程中所有必需的知识按照知识结构分解到教学项目中去,因此教师把该课程的学习内容按照知识结构分解为两大项目的学习,每个项目学习中又含有若干个教学任务,学生在不断完成任务的过程中掌握知识并增长实践技能,最终完成项目,所以该课程实行理实一体化教学。[2]
根据“高频电子技术”课程的知识结构,把课程的知识体系划分为两大模块:信号的接收与发送。在这两个知识模块中,分别用实际项目为载体,用任务来驱动引领知识模块的学习,从而使学生在完成这些项目的工作过程中,既学会了相关的知识和技能,又锻炼和培养了各种能力,有利于学生后续专业课程的学习和今后工作发展的需要。
课程项目的选取根据高频课程的特点,采用了两个生活中常见的并能典型代表高频知识结构的两个电子产品收音机和无线话筒来承载本课程的所有知识点。为了涵盖所有的知识点并满足课时要求,教学项目中两个电子产品所采用的调制方式与作用也不一样。AM收音机主要涵盖信号的接收与AM调制的所有知识;无线调频话筒主要涵盖信号的发射与FMPM调制的所有知识。教学内容的整体设计如表1所示。
表1?“高频电子技术”课程整体教学内容设计
信号的接收项目一:AM收音机的设计与制作 项目1-1:小信号选频放大电路的设计与制作 信号的发送项目二:无线调频话筒 项目2-1:高频功率放大器的设计与制作
项目1-2:正弦波振荡器的设计与制作 项目2-1:倍频器的设计与制作
项目1-3:振幅调制与解调电路的设计与制作 项目2-3: 角度调制与解调电路的设计与制作
项目1-4:混频器的设计与制作 项目2-4:频率变换器的设计与制作
项目1-5:综合制作与调试 项目2-5:综合制作与调试
二、课程项目化教学具体设计
课程主要采用以实际项目为载体的任务驱动型教学方法,把原本相对独立的一些课程内容,设计成两个大的项目,按照知识相关性把学生的理论知识学习与技能训练在这两个项目中进行细化,分解成独立任务。每个任务的完成步骤如下:
所以该课程必须要在理实一体化教室完成。以项目一中的混频器的设计与制作为例,教学具体设计如下:
1.教师告知(实物展示、口述、设问)
知识目标:了解混频器的组成,理解其工作原理作用,熟悉参数计算公式。
能力目标:能根据相关公式计算选择器件;会正确使用、能正确仿真出混频器输出波形;能够正确使用MC1496装配出混频器电路;能够使用高频仪器正确测量混频器输出波形与主要参数。
素质目标:通过本次教学培养学生分析问题解决问题的能力、创新能力、精益求精的工作态度和科学严谨的工作作风。
2.在新课引入上采用讨论法
让学生用已有的知识来分析AM收音机工作原理,提高学生探究的兴趣。告诉学生每次课主要解决的问题和要达到的目标,对项目分解,引出任务(多媒体展示、提问);展示信号接收框图,引出任务:混频器的设计与制作;指出混频器在框图中的位置及作用。
3.任务分析
混频器的组成和工作原理分析(讲述、示范、讨论)。给学生分析电路工作原理与作用,指出电路的设计思路,与如何选择相应的元器件。
教学重点:混频器工作原理理解,在教学中引导学生学会知识的融会贯通。 4.提出电路设计参数要求,由学生自主设计电路
重点与难点:振荡电路元器件参数计算与带通滤波器参数计算。在电路设计中注重学生的创新精神培养。
5.在计算机上进行multisim仿真,进行虚拟实验
6.进行元件测量与搭接硬件电路进行测试
使学生建立起“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念”,提高学生的总体素质。
教学重点:实际电路测试方法与数据分析。在实际电路安装与测量中培养学生实事求是的工作态度与严谨的科学作风。
7.教师点评与归纳总结
可先由学生总结再由老师总结并对学生完成情况给予考核。
8.作业
混频器的其他实现方法,作业布置注意拓展学生的知识面。
9.课时分配
原理分析与参数设计2课时,仿真1课时,实物装配与测试3课时。
10.过程考核表(见表2)
表2?混频器的设计与制作评分标准
任务及配分 任务标准 评分标准 扣分 得分
设计 电路参数
设置20分 能根据相关公式与要求计算与合理选择元器件参数 根据电路设计情况,酌情扣分
电路仿真20分 能用仿真软件对电路进行仿真,结果正确 不能正确使用仿真软件仿真扣10分;
仿真结果不正确扣10分
制作 元器件识别10分 能正确识别元器件,正确判断元器件好坏 错误识别一个扣2分;
元器件质量检测,不会检测扣10分
电路安装10分 能按要求进行成形;
布线合理、紧凑;
元器件连接关系和电路原理图一致 成形损坏元器件,每个扣5分;
布局不合理每处扣5分;
连接关系错误每处扣10分
调试检测 主要参数调试与检测30分 电路能正常工作输出混频波形;
测试输出信号频率 电路不能正常工作扣15分;
输出参数不正确扣15分
安全、文明生产 不人为损坏元器件;
保持实习环境整洁、秩序井然、操作习惯良好 违反文明生产要求视情况扣总分5~10分
创新(附加分) 电路设计中有创新;
电路制作中有创新 每有一处创新在总成绩上加10分
三、教学方法与教学手段
在“高频电子技术”课程教学中采用多种教学方法和教学手段。
1.教学方法[3]
各种教学方法都有其优越性和局限性。本课程在教学中,根据课程内容和学生特点,采取灵活多样的教学方法,启发引导学生积极思考、乐于实践,培养学生的能力与素质。主要实施的方法有:
(1)项目教学法。把原本相对独立的一些课程内容,按照内容的相关性分成两大模块,设计成两个具体的实际项目。每个具体项目又分成若干个任务,按照任务相关性设置知识与技能。从而使学生在完成这些任务的工作过程中,既学会了相关的知识和技能,又锻炼和培养了各种能力。有利于学生后续专业课程的学习和今后工作的发展。
(2)讨论法。对一任务多方案或一些实际应用问题,让同学们分组展开讨论,发表意见,引导学生出方案、出解答。这既可充分发挥学生的主动性,增强教学互动,创造生动活泼的教学情境,又可让学生在掌握学习内容的同时,培养对问题的表述能力和参与意识,提高课堂教学的效果。
(3)仿真法。本课程的特点是工程性、实践性强。为此,在任务实施过程中,由学生自主设计电路,先在计算机上进行multisim仿真的虚拟实验,后搭接硬件电路进行测试。使学生建立起“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念”,提高学生的总体素质。
(4)自主学习法。对公式推导、电路设计等内容,可提前布置,让学生借助课程网站的教学资源,或者上网自己查阅资料完成。培养学生自主学习和借助网络学习的能力。
2.教学手段上采用传统与现代结合,实际操作与仿真技术结合
(1)传统教学手段与现代教学手段相结合。综合板书与多媒体课件的优点针对性地进行教学,多媒体课件生动直观,但也存在不少的缺点,比如信息量过大,节奏过快等,学生接收困难,而传统板书恰好弥补这个缺陷。在授课时,根据内容选择板书或是多媒体,当需要实物演示或是需要电子运动图像时,选择多媒体,可以使抽象的问题变得简单而且直观。如果讲到电路组成,工作原理、参数分析及性能比较时,则根据需要采用传统板书来授课,这样学生可以有时间思考,而且学生老师可以直接交流。[4]
(2)实际操作与仿真技术相结合。实际操作的重要性不言而喻,学生实践能力的培养要通过对电路的实际操作来进行,而multisim仿真软件则是高频设计电路中不可或缺的工具,学生设计出电路后,再用实际电路实现前,可以用multisim对所设计电路进行仿真,如果出现问题的话,可以及时修改电路,从而节省了时间和实验成本。[5]
四、课程考核
“高频电子技术”课程考核方式随着课程内容与安排的变化发生了很大变化,考核中更为注重平时各个教学环节学生的知识能力的测评,随时记录学生在每个任务中的表现,并且作为平时成绩的一部分,同时注重过程考核与创新能力考核。
总评成绩=期末理论考核成绩*40%+过程考核成绩*40%+平日成绩*20%
其中平时成绩由:出勤情况、作业质量、任务参与程度、合作程度等构成。
实践成绩由:各任务完成质量考核成绩、过程考核成绩、创新能力等组成。
期末理论考核主要考查学生对基本概念和所学理论知识的掌握程度及应用能力。
五、总结
通过对“高频电子技术”课程的改革实践,总结如下:
以实际项目来安排理论教学,以项目或任务贯穿整个课程教学过程中,且任务选取切合生活实际,以能力为本位的教学思路,在教学过程中,带领学生用已知的高频理论知识去分析与设计生活中常见的具有典型性的高频电子产品,并进行组装与调试,使理论与实践不分离不脱节,提高学生学习兴趣;多种教学方法并用,教学过程中理论与实践有机结合,在教学实施过程中,注重对学生关键能力的培养;“过程考核”和“期末考核”相结合,突出训练效果的时效性,建立过程考评(任务考评)与期末考评(理论考评)相结合的考核方法,强调过程考评的重要性;在教学过程中,由于学生个体学习能力存在差异,所以课程在执行过程中应充分考虑这一因素才能够保证在规定学时内完成教学任务。
参考文献:
[1]杨犀,马海燕.《高频电子线路》课程教学改革的研究与实践[J].新西部(理论版),2009,(6):202-203.
[2]陈栋.关于《高频电子线路》教学改革的探讨[J].才智,2011,(8):265.
[3]胡昭华,吴佑林.基于Multisim的“高频电子线路”教学研究[J].电气电子教学学报,2010,(6):116-117.
[4]于效宇,刘艳.“高频电子线路”教学方法的研究与改进[J].中国电力教育,2010,(30):67-68.
[5]范瑜,潘启勇,邬正义,等.“高频电子线路”的教学现状与改革思路[J].电气电子教学学报,2009,(4):20-21.
(责任编辑:宋秀丽)