陳 潤(rùn), 琚生根, 李 勤, 師 維

(四川大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院, 四川 成都 610065)

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基于CDIO理念培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程“卓越工程師”

陳 潤(rùn), 琚生根, 李 勤, 師 維

(四川大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院, 四川 成都 610065)

CDIO培養(yǎng)模式為我國(guó)“卓越計(jì)劃”的實(shí)施提供了很好的框架和理念。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的“卓越工程師”培養(yǎng)問題,結(jié)合CDIO工程教育理念,建立了以實(shí)際工程為背景,以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的培養(yǎng)模式,研究和探討了改革課程體系和課程內(nèi)容、改革教學(xué)組織形式和教學(xué)方法、建設(shè)工科教師隊(duì)伍方面的具體實(shí)施措施,從而培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)工程技術(shù)能力、溝通組織協(xié)調(diào)能力和自學(xué)創(chuàng)新能力,滿足社會(huì)需要,促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

CDIO； 卓越工程師計(jì)劃； 網(wǎng)絡(luò)工程

1 “卓越計(jì)劃”和CDIO工程教育模式

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”)是由教育部發(fā)起,旨在為未來各行各業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才的重大舉措。目標(biāo)是以該計(jì)劃為突破口,促進(jìn)工程教育改革與創(chuàng)新,全面提高我國(guó)工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量,促進(jìn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)[1-2]。CDIO工程教育模式是由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)經(jīng)過4年的探索研究所建立的先進(jìn)工程教育理念,是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思(conceive)、設(shè)計(jì)(design)、實(shí)現(xiàn)(implement)和運(yùn)作(operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[3-7]。對(duì)比“卓越計(jì)劃”的重點(diǎn)任務(wù)和CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)可以發(fā)現(xiàn),CDIO 人才培養(yǎng)模式與“卓越計(jì)劃”在基本目標(biāo)、任務(wù)、理念與方法及內(nèi)容上具有高度的相關(guān)性和兼容性,可以采用CDIO工程教育改革的理念實(shí)現(xiàn)“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)[8-10]。

2 網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與“卓越計(jì)劃”

根據(jù)“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo),網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的“卓越工程師”應(yīng)熟練掌握計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí),具備從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)、工程應(yīng)用和管理維護(hù)等方面工作的專業(yè)技術(shù)能力,具有較好的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力,具有刻苦鉆研的探索精神和勇于挑戰(zhàn)的創(chuàng)新精神。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),引入CDIO理念是十分必要的,通過CDIO強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)的、建立在真實(shí)世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)行(CDIO)[3]過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上的工程教育,培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)工程技術(shù)能力、溝通組織協(xié)調(diào)能力和自學(xué)創(chuàng)新能力。

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)卓越工程師的培養(yǎng),可以改變?cè)搶I(yè)在高等教育中存在的重理論輕實(shí)踐、課程內(nèi)容滯后于不斷發(fā)展的專業(yè)技術(shù)導(dǎo)致的教學(xué)與應(yīng)用脫節(jié)、強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)術(shù)能力而忽視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、重視知識(shí)學(xué)習(xí)而輕視創(chuàng)新精神的培養(yǎng)、畢業(yè)生缺乏工程實(shí)訓(xùn)經(jīng)歷無法滿足用人單位要求等方面的問題。

3 基于CDIO的“卓越工程師”培養(yǎng)

3.1 培養(yǎng)思路

基于CDIO的“卓越工程師”的培養(yǎng)就是要借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家在高等工程教育領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn),改革工程教育人才培養(yǎng)模式,建立高校與行業(yè)企業(yè)的密切合作,以實(shí)際工程為背景,以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng),通過“做中學(xué)”來提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,從而適應(yīng)社會(huì)需要,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,最終構(gòu)建結(jié)構(gòu)合理、類型多樣、能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的具有中國(guó)特色的高等工程教育體系。

3.2 工程項(xiàng)目為核心的培養(yǎng)方案

以項(xiàng)目為核心,將網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)整個(gè)課程與項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)合起來,改變傳統(tǒng)課程以學(xué)科知識(shí)為中心的結(jié)構(gòu),改革課程體系和課程內(nèi)容,通過項(xiàng)目的形式融合課程內(nèi)容和相關(guān)的學(xué)習(xí)效果,促進(jìn)課程之間產(chǎn)生知識(shí)性聯(lián)系和相互支撐。讓項(xiàng)目作為學(xué)生學(xué)習(xí)的導(dǎo)向和目標(biāo),將學(xué)生需要學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能貫穿在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和完成中。在低年級(jí)時(shí)就通過工程實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生入門,使他們了解該專業(yè)的實(shí)際應(yīng)用情況、產(chǎn)生對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣,并清楚自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)；在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中安排各個(gè)層次的工程項(xiàng)目(方式包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、企業(yè)實(shí)習(xí)、綜合實(shí)訓(xùn)等),通過貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程的工程項(xiàng)目使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和過程,形成理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的良性互動(dòng),使“學(xué)”和“用”交叉進(jìn)行并彼此促進(jìn)。

貫穿學(xué)習(xí)過程的項(xiàng)目按內(nèi)容和規(guī)?？梢苑譃?類:系統(tǒng)項(xiàng)目、綜合項(xiàng)目和課程項(xiàng)目。課程項(xiàng)目是指單門專業(yè)課程學(xué)習(xí)中的項(xiàng)目,表現(xiàn)形式一般為課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等，規(guī)模較小,主要針對(duì)該門課程知識(shí)的理解與應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。綜合項(xiàng)目包含多門核心課程內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力,規(guī)模中等,是單獨(dú)課程項(xiàng)目的進(jìn)階。系統(tǒng)項(xiàng)目則包括網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)主要核心知識(shí)和能力,側(cè)重訓(xùn)練學(xué)生從需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)到運(yùn)行的系統(tǒng)性能力,掌握工程設(shè)計(jì)方法[10-12]。總的來說,系統(tǒng)項(xiàng)目是基于CDIO的“卓越工程師”培養(yǎng)方案的主線,綜合項(xiàng)目和課程項(xiàng)目是基礎(chǔ),三者逐級(jí)遞進(jìn),缺一不可。培養(yǎng)方案魚骨圖見圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)基于CDIO的“卓越工程師”培養(yǎng)方案魚骨圖

4 “卓越工程師”培養(yǎng)方案的實(shí)施

以項(xiàng)目為核心的培養(yǎng)方案有別于傳統(tǒng)的教學(xué)方式,為了保障方案的順利實(shí)施并達(dá)到預(yù)期的效果,需要從以下幾個(gè)方面展開工作。

4.1 課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革

在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程設(shè)置上充分體現(xiàn)“工程”特色,與企業(yè)共同探討網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式,根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來重新界定該專業(yè)的核心能力,依據(jù)相關(guān)行業(yè)的從業(yè)資格和工作崗位標(biāo)準(zhǔn)要求來設(shè)置課程和課程內(nèi)容。

提高實(shí)踐課時(shí)在課程體系中的比例,在保證基礎(chǔ)知識(shí)不減少的原則上,適當(dāng)壓縮課堂學(xué)時(shí),增加研討性課程、項(xiàng)目型課程和設(shè)計(jì)型課程的比例。保證工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)4年不斷線：一年級(jí)即到企業(yè)進(jìn)行行業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí),并剖析講解來源于真實(shí)應(yīng)用的系統(tǒng)項(xiàng)目；二年級(jí)強(qiáng)化綜合布線和組網(wǎng)工程實(shí)訓(xùn),在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室或?qū)嵱?xùn)基地開展課程項(xiàng)目和部分綜合項(xiàng)目；三年級(jí)側(cè)重綜合項(xiàng)目,并依托國(guó)家、學(xué)校、院系資助各級(jí)科研項(xiàng)目和各級(jí)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng),完成企事業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)與部署、接入網(wǎng)設(shè)計(jì)、Web網(wǎng)站的構(gòu)建、基于Web的信息系統(tǒng)開發(fā)、無線傳感網(wǎng)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研制與開發(fā)等綜合項(xiàng)目,選取的項(xiàng)目要緊密聯(lián)系工程實(shí)際,以工程項(xiàng)目或產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)全過程為載體；四年級(jí)進(jìn)行企業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì),完成完整的系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì),要求項(xiàng)目的題目必須來源于生產(chǎn)實(shí)踐或以教師的縱向科研課題和來自企業(yè)的橫向課題為依托。

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本來就是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和工程技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科,因此在課程設(shè)置上應(yīng)發(fā)揮多學(xué)科優(yōu)勢(shì),設(shè)置跨學(xué)科的交叉課程群并組建跨學(xué)科的交叉團(tuán)隊(duì),從而拓寬網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)面和視野,并為他們將來的發(fā)展提供更多選擇。

課程體系中的每門課程、每個(gè)教學(xué)模塊都是相互關(guān)聯(lián)和影響的構(gòu)成要素,牽一發(fā)而動(dòng)全身,在制定教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容時(shí),應(yīng)從整體和系統(tǒng)的角度分析量化其在卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)上的功能和作用,進(jìn)行全局一體化的重組和整合。同時(shí),對(duì)于試行后的課程體系,應(yīng)廣泛聽取反饋意見,并采取科學(xué)的評(píng)價(jià)方式對(duì)課程效果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià),以此來進(jìn)一步調(diào)整和完善。

4.2 教學(xué)組織形式和教學(xué)方法改革

進(jìn)行課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容改革的同時(shí)也必須改革相應(yīng)的教學(xué)組織形式和教學(xué)方法,只有合理的、與之配套的教學(xué)組織形式和教學(xué)方法才能保證課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。“卓越計(jì)劃”對(duì)參與高校的教學(xué)方法的改革也提出了明確的要求,要求參與的高校著力推動(dòng)研究性學(xué)習(xí)方法?；贑DIO的“卓越計(jì)劃”教學(xué)應(yīng)建立以工程項(xiàng)目為載體的教學(xué)模式,主要包括以下幾個(gè)方面。

首先，從工程實(shí)踐和企業(yè)實(shí)際應(yīng)用中挑選和設(shè)計(jì)項(xiàng)目,選擇的項(xiàng)目要能便于教師開展和完成主要課程內(nèi)容的教學(xué),在內(nèi)容上要由易到難,由單一到綜合,以利于學(xué)生水平的逐步培養(yǎng)和提高。

其次,教師要轉(zhuǎn)變自身角色,將以教師為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心,將學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诮處熞龑?dǎo)下的主動(dòng)學(xué)習(xí)[11]。教師以問題或者項(xiàng)目作為課程內(nèi)容的導(dǎo)向,在課前需要進(jìn)行充分的課前準(zhǔn)備,熟悉教學(xué)大綱和本專業(yè)、本課程的內(nèi)容,熟悉學(xué)生的能力情況,從而提前規(guī)劃好學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn),制定有針對(duì)性的討論提綱、計(jì)劃教學(xué)進(jìn)度。在課堂上,教師以啟發(fā)性教育為主,減少講述法的教學(xué),要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)或小組合作學(xué)習(xí)。在這種方式下,教師要有良好的組織管理能力,善于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,控制課堂節(jié)奏,應(yīng)對(duì)處理意外的教學(xué)場(chǎng)面；而學(xué)生要完成項(xiàng)目,則需要主動(dòng)去查閱文獻(xiàn)資料,積極與同學(xué)交流溝通,從而鍛煉發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工程能力,養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

最后,在考核方式上要改變過去“一考定成績(jī)”的做法,實(shí)施課程過程考核,加大平時(shí)成績(jī)比例,增加課堂表現(xiàn)、階段性測(cè)試等考核環(huán)節(jié),加入口頭答辯、實(shí)際操作、專題討論、小組研究和綜合設(shè)計(jì)等多種考核方式,實(shí)現(xiàn)學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的多元化,對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)、個(gè)人能力和素質(zhì)進(jìn)行全面考核。

4.3 工科教師隊(duì)伍建設(shè)

課程和教學(xué)的改革需要工科教師隊(duì)伍的支持,“卓越計(jì)劃”也明確提出要建設(shè)高水平的工程教育師資隊(duì)伍。目前,大部分高校的工科教師隊(duì)伍建設(shè)面臨的主要問題就是教師工程實(shí)踐經(jīng)歷普遍不足,要解決這一問題,可以從以下幾方面著手。

(1) 建立工程類專業(yè)教師聘任考核機(jī)制[11]。優(yōu)先聘任具有工程經(jīng)歷的教師,要求專業(yè)課教師必須具備在企業(yè)工程實(shí)踐累計(jì)一年以上的經(jīng)歷。新進(jìn)工程類教師上崗前,應(yīng)經(jīng)過至少一年的工程方面崗前培訓(xùn)。在考核上強(qiáng)化企業(yè)工程實(shí)踐經(jīng)歷要求,將教師在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和發(fā)明專利、產(chǎn)學(xué)研合作和技術(shù)服務(wù)等方面取得的成果與理論研究和發(fā)表論文的成果同等對(duì)待。

(2) 加強(qiáng)教師工程能力的培養(yǎng)。通過合作、交流等方式安排部分教師到企事業(yè)單位進(jìn)行頂崗工作或?qū)嵙?xí)鍛煉,充實(shí)教師的工程背景,提高教師的專業(yè)技能和實(shí)踐能力；不定期組織全體專業(yè)教師到企業(yè)參觀學(xué)習(xí),了解企業(yè)的新技術(shù)、新設(shè)備；鼓勵(lì)教師不斷提高自身的工程實(shí)踐能力,對(duì)于教師參與工程實(shí)踐時(shí)給予經(jīng)費(fèi)的資助,在企業(yè)實(shí)踐期間享有與在校相同的待遇,在企業(yè)的實(shí)踐工作量計(jì)入年度考核工作量。

(3) 從企業(yè)引進(jìn)專職教師,建立工程教育專職和兼職隊(duì)伍。引進(jìn)企業(yè)界有真才實(shí)學(xué)的人士成為學(xué)校的正式教師,強(qiáng)化教師的工程實(shí)踐背景。同時(shí),積極聘請(qǐng)相關(guān)企業(yè)具有高級(jí)職稱以上的技術(shù)人員和管理人員到學(xué)校擔(dān)任兼職教師,參與教學(xué)工作、指導(dǎo)學(xué)生工程實(shí)踐、共同制訂和實(shí)施企業(yè)培養(yǎng)方案。

5 結(jié)語

CDIO培養(yǎng)模式為我國(guó)“卓越計(jì)劃”的實(shí)施提供了很好的框架和理念,本文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的“卓越工程師”培養(yǎng)問題,研究和探討了如何結(jié)合CDIO工程教育理念,改革課程體系和課程內(nèi)容、改革教學(xué)組織形式和教學(xué)方法、建設(shè)工科教師隊(duì)伍,建立以實(shí)際工程為背景、以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的培養(yǎng)模式,通過“做中學(xué)”來培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)工程技術(shù)能力、溝通組織協(xié)調(diào)能力和自學(xué)創(chuàng)新能力。希望本文的研究對(duì)其他專業(yè)的“卓越工程師”培養(yǎng)有一定的參考和借鑒意義。

References)

[1] 教育部.關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見:教高[2011]1號(hào)[Z].2011.

[2] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學(xué)教育研究,2011,32(2):47-55.

[3] 陳曉龍,彭志平,李啟瑞,等.網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)“卓越計(jì)劃”的企業(yè)培養(yǎng)方案[J].計(jì)算機(jī)教育,2012(14):107-110.

[4] 汪泓.更新人才培養(yǎng)觀念,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式:卓越工程師教育培養(yǎng)的理論與實(shí)踐創(chuàng)新[J].上海工程技術(shù)大學(xué)教育研究,2010(3):1-5.

[5] 單家凌.基于CDIO理念的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育,2012 (7):45-49.

[6] 陳琳.基于CDIO模式的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)“工程能力”培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2016,35(2):211-216.

[7] 鄭仲橋,黃文生.基于CDIO的電子信息工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的探討[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào),2014,27(3):82-84.

[8] 胡中棟,涂燕瓊.網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)卓越工程師人才培養(yǎng)探索[J].中國(guó)電力教育,2012(31):17-18.

[9] 吳許俊.基于CDIO理念的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)改革研究[J].計(jì)算機(jī)教育,2011(22):40-42.

[10] 顧佩華,沈民奮,李升平,等. 從CDIO到EIP-CDIO:汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究,2008(1):12-20.

[11] 林健.高?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施進(jìn)展評(píng)析(2010—2012)(上)[J].高等工程教育研究,2013(4):1-12.

[12] 顧學(xué)庸.聯(lián)接理論與實(shí)踐的CDIO：清華大學(xué)創(chuàng)新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究,2009(1):11-23.

Cultivating excellent engineers of network engineering based on CDIO

Chen Run, Ju Shenggen, Li Qin, Shi Wei

(School of Computer Science, Sichuan University, Chengdu 610065, China)

CDIO training mode provides a good framework and philosophy for “Excellence Engineer Plan” of China. For cultivating excellent engineers of Network Engineering major, a project-driven training mode under the background of actual engineering was built which was based on CDIO. Definite steps were proposed including how to reform the curriculum structure and course content, reform the teaching organization and teaching methods, construct the engineering faculty. As a result, the students’ engineering and technology skills, communication skills and innovative abilities are promoted which could meet the social requirement and promote the industrial development.

CDIO; excellence engineer plan; network engineering

10.16791/j.cnki.sjg.2016.11.048

2016-06-21

四川大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)立項(xiàng)資助項(xiàng)目(2015-108)；四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)技術(shù)立項(xiàng)資助項(xiàng)目

陳潤(rùn)(1980—),女,四川成都,博士,講師,研究方向?yàn)橹悄芟到y(tǒng)、信息安全

E-mail：cr_run@scu.edu.cn

琚生根(1970—),男,四川成都,博士,教授,研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚?、高校?shí)驗(yàn)室建設(shè)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究.

E-mail：jsg@scu.edu.cn

G642.0

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1002-4956(2016)11-0189-04