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爱因斯坦曾经定义科学为“探求意义的经历”。科学家从事科学研究的过程是探索未知世界的经历。对儿童而言，学习科学的过程也是一种经历，是儿童探索他们未知世界的经历，这种经历包含了多种维度，除了科学知识的获取，科学方法的习得，更重要的是儿童获得一种情感的体验，态度，兴趣的培养，思维的提升。小学科学的教学实施，本质上就是一种儿童探求意义的经历。
如何在小学科学课堂教学中引导学生真正经历有意义的探究？回归到真实的课堂，发现存在的问题，厘清思路，建构小学科学的研究性课堂文化并深入研究，使探究向纵深处走去，我们进行了扎扎实实的探索和研究。
一、小学科学课堂探究现状扫描
1.探究起点：以预设的认知起点代替真实的起点
儿童文学家李欧·李奥尼（Leo Lionni）创作的故事《鱼就是鱼》是一个隐喻，它告诉我们，学生在进入课堂学习时，已经形成了大量的对某一事物的认识。学生的这些认识是他们开启科学学习的真实起点，而在实际教学中，教师往往用自己预设的起点来替代儿童的真实起点。教师的预设一方面来自教育教学心理学的研究成果——某一龄段的学生普遍应该具备的知识与能力；另一方面来源于教师自己多年教学经验的积累，往往会假设儿童已经具备了一定的基本概念。有时，教师的预设高估了学生的真实水平。如在《昼夜交替》一课教学中，我们普遍会认为绝大多数学生是知道昼夜交替是地球的公转引起的，但是，如果给学生5分钟时间，让学生把他们各自的想法画下来，则会发现学生与学生之间存在较大的差异：有的学生只能表达结论，却不能表述出自己的推理过程；有的学生无法用图示的方式表达地球和太阳的运动，对地球与太阳的运动关系认知不清；而有的学生观点与他自己的图示表达明显有冲突……更多的时候，则是教师的预设明显低于学生的真实认知水平。儿童的丰富性与多样性决定着现实中的儿童不是千篇一律，千人一面的。每个儿童的生活履历不一样，生活经验不一样，以来自于理论的一些“伪前概念”作为教学的起点，脱离了学生活生生的真实现实起点，这样的教学会游离于学生。
2.探究过程：以教师的经历代替儿童的经历
科学学习以探究为主要学习方式。探究的主体是学生！可在实际教学中，科学探究活动其表现为程序固化（提出问题——作出假设——调查——交流——结论）、功能简单（验证结论、技能训练）。学生所开展的探究都是由教师设计好的，学生只是在按部就班，依葫芦画瓢地展开浓缩型的探究，缺失真实性、复杂性。如在《摆》的研究中，教师往往只让学生选择摆长、摆锤、摆幅的一个因素进行研究，学生收集的证据并不能完全说明只有摆长影响摆的快慢，学习就基本结束了。其实，应该让学生自主选择研究因素，给予充分的时间，让他们对其他因素也进行重复研究，在反复研究中尽量减少干扰因素，只有这样的经历，学生才能从前后研究的不同数据对比分析中，认识到可能的干扰因素会影响结论，学生才会对科学探究本身和影响摆动快慢的结论形成有更为科学的理解。
3.探究结果：以探究的结论代替探究的反思
组织和支持儿童以探究的方式学习科学，这已成为大家的共识。可在实际教学中，我们还能经常看到这样的场面：教师把探究活动等同于简单的实验教学，当学生观察到了实验现象，收集到了实验数据，就急于引导学生得出结论，研讨活动也就随着结论的得出而就此终止。学生会如何解释观察到的现象？收集到的证据与学生的解释是否真正有联系？学生的观点是否可以相互借鉴？学生自己的观点是如何发展的……这些过程都被忽略了。如在研究“空气的热胀冷缩”时，当学生汇报看到“把圆底烧瓶放在热水中，套在圆底烧瓶上的气球鼓了起来”这一现象时，就引导学生直接得出结论，空气有热胀冷缩的性质。怎么解释套在瓶口的气球会鼓起来？瓶内、气球内的空气发生了什么现象？缺失学生对这一现象的充分解释，学生得到的只是一个生硬的结论，却缺失了一次带有学生体温的思维深度卷入的经历。杜威指出：以获得结论的知识性学科无助于发展智慧，“学习就是要学会思维，而反思思维可以在怀疑、批判、创造中使人发生超越。”缺少探究活动活动后的反思，学生的经历必然是肤浅的，没有深度的。
二、我们的思考
当下，科学家们大力倡导探究式科学教育，是来自于成功的科学家实践经验的总结，在经过较长期的教学实践以后，得到了进一步的发展。探究既是科学教育的学习方式，也是科学教育的教学方式，更是师生共同参与科学学习的一种经历。这种经历不同于日常生活中的经历，这种经历包含着学生的发现、思考、实践、再发现、再思考、再实践，呈现着一种螺旋上升的态势。
正因为如此，儿童的科学经历应体现在以下三个方面：
其一，注重思考事实证据和科学结论之间的关系，建立科学模型
探究活动的设计应当符合小学生的心理特点，注意从学生身边熟悉的事物出发，联系生活实际，设计学生喜爱的活动，提倡用自制教具和低成本材料进行探究活动。同时教师要重视学生科学思维的培养，让学生“动手”和“动脑”相结合，引导他们主动思考问题，自己设计实验，注重思考事实证据和科学结论之间的关系，帮助他们学习建立科学模型，由此培养学生的思维能力，逐步形成质疑、反思的科学思维习惯。
其二，注重对资料的分析、思考，提出观点和看法
在科学课程中加强探究教学有利于改变单一的学习方式，但也需要明确探究不是科学教学中的唯一方式，它应该与其他各种行之有效的教学方式有机结合。例如，探究活动强调学生的直接体验，但获取证据的方式是多样的。某些问题和证据可以来自于教材或教师的演示实验，也可以让学生从其他各种渠道收集有关资料，进行分析、思考，提出自己的观点和看法并进行讨论，这样做同样可以培养学生的科学探究能力。
其三，保持原有的好奇心，形成合理的解释 科学教学的目标之一是对自然现象保持好奇心和求知欲，并愿意为探索自然的奥秘付出艰辛的探索和不懈的努力。教师应当营造学生之间相互尊重、相互信任的气氛，使学生对他人的看法和观点进行思考、提出质疑。应当注意引导学生学会放弃错误的观点，接受更合理的科学解释。教师应鼓励学生运用多种方式进行开放性的讨论交流。同时，学生对于科学知识的构建是一个复杂的认识过程，儿童在经历一些探究活动之后，解决了一些自己原有的疑问，也应当产生出新的问题，从而让好奇心更持久的保持。
三、教学的探索
1.找寻学生真实的起点
认知心理学家，奥苏贝尔曾说过：“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么我将以一言以蔽之：影响学习的唯一重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要深明这一点，并应据此进行教学。”基于学生真实起点的教学才是有效的教学。在小学科学教学中，我们可以采用多种策略与方法来了解学生的已有经验，寻找学生学习的真实起点。例如，课前对某一概念的前测、对某一现象的交流、对某一原理的理解等等。而且针对不同年龄的学生采取不同的方法，如低年级，可以采用图示法，让学生通过画图的方式表达出他们对某一概念或某一实验过程的理解。人类的认知发展经过动作表征、映象表征和符号表征（其中最主要的符号是语言）。当学生的心理发展还不十分完善时，他们自己的意思可能不能完全清晰地通过语言传达，而画图可以让孩子表达出自己的真实想法。其次，对学生一些似是而非的模糊概念，通过学生的绘图，教师可以探查到学生更深层的想法。
如，在进行《简单电路》教学时，如何让小灯泡亮起来，先让学生画出自己的想法。
这6幅图，让我们看到了学生真实的学习起点，图1、图2的学生对于电路连接没有什么基础，不了解电池正负极的作用，认为只要用导线把灯泡与电池的正极连接起来就可以。但对灯泡的构造有一点认识，注意到了灯泡底部的小触点，意识到灯泡底部的小触点很重要，要与电池相连。图3、图4、图5的学生则对电池有了一定的认识，知道电池有正负极，而且都必须和灯泡的底部相连。而图6的学生则有了很好的电学基础。这些关于电路连接的前概念的暴露，让我们了解到了不同学生的学习起点，而这些差异可以成为我们弥足珍贵的教学资源，在后面的概念教学中发挥重要作用。
2.搭建学习的脚手架
当下的科学教学提倡“有结构的材料”。什么是有结构的材料？美国的科学教育家兰·本达教授有这样一段解释：有结构的材料就是指材料的种类、组合以及交给学生的次序。应该说它所包括的内涵是很丰富的。选择哪些材料作为探究材料？这些材料具有一定的启发性吗？它有一定的典型性吗？提供的材料是否丰富？能满足学生一定的探究需要，从多个角度让学生观察现象、发现规律吗？等等。
如教学《导体和绝缘体》一课，教师给学生提供了十五种材料，有像铜片、铁钉等的导体，有像塑料、陶瓷的绝缘体等，同时还给学生提供了一支带橡皮的铅笔。学生会发现，橡皮是绝缘体、木头是绝缘体，但固定橡皮的那圈金属丝是导体，甚至，有的同学的铅笔芯也是导体，而有的同学的笔心却不能导电……学生会发现，原来一支铅笔上居然存在着导体与绝缘体，而在生活中更多的物体都像这支铅笔一样，是导体和绝缘体组合而成的，导体和绝缘体分别起着不同的作用，人们是根据自己的需要来设计的。另外，学生还会去继续探究都是铅笔芯，为什么有的导电，有的不易导电，是什么原因造成的？与笔芯的成分有关吗？这一支小小的铅笔无形地打破了学生的思维惯性，也为学生的后续研究奠定了基础。
其次，还需要思考怎样有次序地把探究材料呈现给学生。因为即使你选择了极好的材料，但由于没能符合学生的认知特点，你一股脑儿地发给学生，或哪怕是一个发放次序的颠倒，都会影响到探究的效率。因此，我们在精心选择了有价值的探究材料后，还必须将这一系列典型的材料科学地、有次序地呈现给学生，让学生对其进行探索。如在教学苏教版《如何做手电筒》一课时，给学生一个小灯座、一个电池盒、一个开关、三段导线，问学生你能用这些做什么？学生可以顺利组成一个简单电路；教师再发给学生一个小灯座，问：你能在这个电路的基础上再加上一个小灯座吗？学生可以依据教师的提示和材料显示出的信息，动手组成一个串联电路；接下来教师再发给每个组一段导线，问：你能在原有电路的基础上再用上一段导线，改装成一个新电路吗？学生会思考这段导线加在什么地方最合适，从而自行组装出一个并联电路。在上述三次谈话中，教师紧紧扣住“你能利用它做什么？”“它”就是有结构的材料，是“它”在调控着学生的思维，沿着正确的方向发展。我们这样设计教学过程，意在引导学生思维的发展，强调在“原有电路的基础上改装”意在引导学生尊重自己的研究成果，把有限的时间放在研究最重要的问题上。避免那种盲目将已经装好的电路一一拆开再重新组装，避免浪费宝贵的时间，从而使学生在有限的课堂教学中，获得更多有价值的成果。
3.提升科学的思维品质
从儿童的年龄特点，他们往往只注意“做”，而不关注“思”，做过就算过，缺乏思维的深度与广度，探究缺乏周密性和计划性。教师，作为儿童经历科学的引导者，需要在儿童探究过程中的关键之处，收住儿童漫天飞舞的思绪，组织儿童进行周密的思考，潜心思索，引导儿童厘清实验步骤，关注材料的功能，明确研究的目的。只有经历这样理性的思索，学生才会将注意力汇聚在实验的内涵上。实验中的各种现象在脑中印象深刻，各种数据才会由有效组合。
比如苏教版科学《声音的产生》，学生通过观察尺子和橡皮筋，发出声音时的变化，理解了“声音是由物体振动产生的”，那么反过来说，当物体不振动时，声音又会怎样呢？教师让学生继续以音叉和音钹，来探究当振动停止之后声音的变化，通过反证，来发现声音产生的奥秘，学生用手按、用身体捂、紧贴在身上等多种方法来验证物体停止振动之后的现象，其实也是一种思维的提升。
综上所述，我们认为儿童的科学学习是以探求经历的意义为宗旨，是基于儿童立场的，是对科学历程的一次次重复性发现。而在其中，教师帮助儿童对实验现象进行梳理，对科学概念进行建构，让儿童对生活中的科学经历从模糊到清晰的过程，进而形成科学思维，掌握科学方法，真正提升儿童的科学素养。
（张晨、浦小红，南京市力学小学，210013）
责任编辑：颜莹
如何在小学科学课堂教学中引导学生真正经历有意义的探究？回归到真实的课堂，发现存在的问题，厘清思路，建构小学科学的研究性课堂文化并深入研究，使探究向纵深处走去，我们进行了扎扎实实的探索和研究。
一、小学科学课堂探究现状扫描
1.探究起点：以预设的认知起点代替真实的起点
儿童文学家李欧·李奥尼（Leo Lionni）创作的故事《鱼就是鱼》是一个隐喻，它告诉我们，学生在进入课堂学习时，已经形成了大量的对某一事物的认识。学生的这些认识是他们开启科学学习的真实起点，而在实际教学中，教师往往用自己预设的起点来替代儿童的真实起点。教师的预设一方面来自教育教学心理学的研究成果——某一龄段的学生普遍应该具备的知识与能力；另一方面来源于教师自己多年教学经验的积累，往往会假设儿童已经具备了一定的基本概念。有时，教师的预设高估了学生的真实水平。如在《昼夜交替》一课教学中，我们普遍会认为绝大多数学生是知道昼夜交替是地球的公转引起的，但是，如果给学生5分钟时间，让学生把他们各自的想法画下来，则会发现学生与学生之间存在较大的差异：有的学生只能表达结论，却不能表述出自己的推理过程；有的学生无法用图示的方式表达地球和太阳的运动，对地球与太阳的运动关系认知不清；而有的学生观点与他自己的图示表达明显有冲突……更多的时候，则是教师的预设明显低于学生的真实认知水平。儿童的丰富性与多样性决定着现实中的儿童不是千篇一律，千人一面的。每个儿童的生活履历不一样，生活经验不一样，以来自于理论的一些“伪前概念”作为教学的起点，脱离了学生活生生的真实现实起点，这样的教学会游离于学生。
2.探究过程：以教师的经历代替儿童的经历
科学学习以探究为主要学习方式。探究的主体是学生！可在实际教学中，科学探究活动其表现为程序固化（提出问题——作出假设——调查——交流——结论）、功能简单（验证结论、技能训练）。学生所开展的探究都是由教师设计好的，学生只是在按部就班，依葫芦画瓢地展开浓缩型的探究，缺失真实性、复杂性。如在《摆》的研究中，教师往往只让学生选择摆长、摆锤、摆幅的一个因素进行研究，学生收集的证据并不能完全说明只有摆长影响摆的快慢，学习就基本结束了。其实，应该让学生自主选择研究因素，给予充分的时间，让他们对其他因素也进行重复研究，在反复研究中尽量减少干扰因素，只有这样的经历，学生才能从前后研究的不同数据对比分析中，认识到可能的干扰因素会影响结论，学生才会对科学探究本身和影响摆动快慢的结论形成有更为科学的理解。
3.探究结果：以探究的结论代替探究的反思
组织和支持儿童以探究的方式学习科学，这已成为大家的共识。可在实际教学中，我们还能经常看到这样的场面：教师把探究活动等同于简单的实验教学，当学生观察到了实验现象，收集到了实验数据，就急于引导学生得出结论，研讨活动也就随着结论的得出而就此终止。学生会如何解释观察到的现象？收集到的证据与学生的解释是否真正有联系？学生的观点是否可以相互借鉴？学生自己的观点是如何发展的……这些过程都被忽略了。如在研究“空气的热胀冷缩”时，当学生汇报看到“把圆底烧瓶放在热水中，套在圆底烧瓶上的气球鼓了起来”这一现象时，就引导学生直接得出结论，空气有热胀冷缩的性质。怎么解释套在瓶口的气球会鼓起来？瓶内、气球内的空气发生了什么现象？缺失学生对这一现象的充分解释，学生得到的只是一个生硬的结论，却缺失了一次带有学生体温的思维深度卷入的经历。杜威指出：以获得结论的知识性学科无助于发展智慧，“学习就是要学会思维，而反思思维可以在怀疑、批判、创造中使人发生超越。”缺少探究活动活动后的反思，学生的经历必然是肤浅的，没有深度的。
二、我们的思考
当下，科学家们大力倡导探究式科学教育，是来自于成功的科学家实践经验的总结，在经过较长期的教学实践以后，得到了进一步的发展。探究既是科学教育的学习方式，也是科学教育的教学方式，更是师生共同参与科学学习的一种经历。这种经历不同于日常生活中的经历，这种经历包含着学生的发现、思考、实践、再发现、再思考、再实践，呈现着一种螺旋上升的态势。
正因为如此，儿童的科学经历应体现在以下三个方面：
其一，注重思考事实证据和科学结论之间的关系，建立科学模型
探究活动的设计应当符合小学生的心理特点，注意从学生身边熟悉的事物出发，联系生活实际，设计学生喜爱的活动，提倡用自制教具和低成本材料进行探究活动。同时教师要重视学生科学思维的培养，让学生“动手”和“动脑”相结合，引导他们主动思考问题，自己设计实验，注重思考事实证据和科学结论之间的关系，帮助他们学习建立科学模型，由此培养学生的思维能力，逐步形成质疑、反思的科学思维习惯。
其二，注重对资料的分析、思考，提出观点和看法
在科学课程中加强探究教学有利于改变单一的学习方式，但也需要明确探究不是科学教学中的唯一方式，它应该与其他各种行之有效的教学方式有机结合。例如，探究活动强调学生的直接体验，但获取证据的方式是多样的。某些问题和证据可以来自于教材或教师的演示实验，也可以让学生从其他各种渠道收集有关资料，进行分析、思考，提出自己的观点和看法并进行讨论，这样做同样可以培养学生的科学探究能力。
其三，保持原有的好奇心，形成合理的解释 科学教学的目标之一是对自然现象保持好奇心和求知欲，并愿意为探索自然的奥秘付出艰辛的探索和不懈的努力。教师应当营造学生之间相互尊重、相互信任的气氛，使学生对他人的看法和观点进行思考、提出质疑。应当注意引导学生学会放弃错误的观点，接受更合理的科学解释。教师应鼓励学生运用多种方式进行开放性的讨论交流。同时，学生对于科学知识的构建是一个复杂的认识过程，儿童在经历一些探究活动之后，解决了一些自己原有的疑问，也应当产生出新的问题，从而让好奇心更持久的保持。
三、教学的探索
1.找寻学生真实的起点
认知心理学家，奥苏贝尔曾说过：“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么我将以一言以蔽之：影响学习的唯一重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要深明这一点，并应据此进行教学。”基于学生真实起点的教学才是有效的教学。在小学科学教学中，我们可以采用多种策略与方法来了解学生的已有经验，寻找学生学习的真实起点。例如，课前对某一概念的前测、对某一现象的交流、对某一原理的理解等等。而且针对不同年龄的学生采取不同的方法，如低年级，可以采用图示法，让学生通过画图的方式表达出他们对某一概念或某一实验过程的理解。人类的认知发展经过动作表征、映象表征和符号表征（其中最主要的符号是语言）。当学生的心理发展还不十分完善时，他们自己的意思可能不能完全清晰地通过语言传达，而画图可以让孩子表达出自己的真实想法。其次，对学生一些似是而非的模糊概念，通过学生的绘图，教师可以探查到学生更深层的想法。
如，在进行《简单电路》教学时，如何让小灯泡亮起来，先让学生画出自己的想法。
这6幅图，让我们看到了学生真实的学习起点，图1、图2的学生对于电路连接没有什么基础，不了解电池正负极的作用，认为只要用导线把灯泡与电池的正极连接起来就可以。但对灯泡的构造有一点认识，注意到了灯泡底部的小触点，意识到灯泡底部的小触点很重要，要与电池相连。图3、图4、图5的学生则对电池有了一定的认识，知道电池有正负极，而且都必须和灯泡的底部相连。而图6的学生则有了很好的电学基础。这些关于电路连接的前概念的暴露，让我们了解到了不同学生的学习起点，而这些差异可以成为我们弥足珍贵的教学资源，在后面的概念教学中发挥重要作用。
2.搭建学习的脚手架
当下的科学教学提倡“有结构的材料”。什么是有结构的材料？美国的科学教育家兰·本达教授有这样一段解释：有结构的材料就是指材料的种类、组合以及交给学生的次序。应该说它所包括的内涵是很丰富的。选择哪些材料作为探究材料？这些材料具有一定的启发性吗？它有一定的典型性吗？提供的材料是否丰富？能满足学生一定的探究需要，从多个角度让学生观察现象、发现规律吗？等等。
如教学《导体和绝缘体》一课，教师给学生提供了十五种材料，有像铜片、铁钉等的导体，有像塑料、陶瓷的绝缘体等，同时还给学生提供了一支带橡皮的铅笔。学生会发现，橡皮是绝缘体、木头是绝缘体，但固定橡皮的那圈金属丝是导体，甚至，有的同学的铅笔芯也是导体，而有的同学的笔心却不能导电……学生会发现，原来一支铅笔上居然存在着导体与绝缘体，而在生活中更多的物体都像这支铅笔一样，是导体和绝缘体组合而成的，导体和绝缘体分别起着不同的作用，人们是根据自己的需要来设计的。另外，学生还会去继续探究都是铅笔芯，为什么有的导电，有的不易导电，是什么原因造成的？与笔芯的成分有关吗？这一支小小的铅笔无形地打破了学生的思维惯性，也为学生的后续研究奠定了基础。
其次，还需要思考怎样有次序地把探究材料呈现给学生。因为即使你选择了极好的材料，但由于没能符合学生的认知特点，你一股脑儿地发给学生，或哪怕是一个发放次序的颠倒，都会影响到探究的效率。因此，我们在精心选择了有价值的探究材料后，还必须将这一系列典型的材料科学地、有次序地呈现给学生，让学生对其进行探索。如在教学苏教版《如何做手电筒》一课时，给学生一个小灯座、一个电池盒、一个开关、三段导线，问学生你能用这些做什么？学生可以顺利组成一个简单电路；教师再发给学生一个小灯座，问：你能在这个电路的基础上再加上一个小灯座吗？学生可以依据教师的提示和材料显示出的信息，动手组成一个串联电路；接下来教师再发给每个组一段导线，问：你能在原有电路的基础上再用上一段导线，改装成一个新电路吗？学生会思考这段导线加在什么地方最合适，从而自行组装出一个并联电路。在上述三次谈话中，教师紧紧扣住“你能利用它做什么？”“它”就是有结构的材料，是“它”在调控着学生的思维，沿着正确的方向发展。我们这样设计教学过程，意在引导学生思维的发展，强调在“原有电路的基础上改装”意在引导学生尊重自己的研究成果，把有限的时间放在研究最重要的问题上。避免那种盲目将已经装好的电路一一拆开再重新组装，避免浪费宝贵的时间，从而使学生在有限的课堂教学中，获得更多有价值的成果。
3.提升科学的思维品质
从儿童的年龄特点，他们往往只注意“做”，而不关注“思”，做过就算过，缺乏思维的深度与广度，探究缺乏周密性和计划性。教师，作为儿童经历科学的引导者，需要在儿童探究过程中的关键之处，收住儿童漫天飞舞的思绪，组织儿童进行周密的思考，潜心思索，引导儿童厘清实验步骤，关注材料的功能，明确研究的目的。只有经历这样理性的思索，学生才会将注意力汇聚在实验的内涵上。实验中的各种现象在脑中印象深刻，各种数据才会由有效组合。
比如苏教版科学《声音的产生》，学生通过观察尺子和橡皮筋，发出声音时的变化，理解了“声音是由物体振动产生的”，那么反过来说，当物体不振动时，声音又会怎样呢？教师让学生继续以音叉和音钹，来探究当振动停止之后声音的变化，通过反证，来发现声音产生的奥秘，学生用手按、用身体捂、紧贴在身上等多种方法来验证物体停止振动之后的现象，其实也是一种思维的提升。
综上所述，我们认为儿童的科学学习是以探求经历的意义为宗旨，是基于儿童立场的，是对科学历程的一次次重复性发现。而在其中，教师帮助儿童对实验现象进行梳理，对科学概念进行建构，让儿童对生活中的科学经历从模糊到清晰的过程，进而形成科学思维，掌握科学方法，真正提升儿童的科学素养。
（张晨、浦小红，南京市力学小学，210013）
责任编辑：颜莹