屈小貞，田國(guó)紅，關(guān)亮亮，李 剛，鄭利民

創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造深度融合的實(shí)踐研究

屈小貞，田國(guó)紅，關(guān)亮亮，李 剛，鄭利民

（遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001）

為適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)科技高速發(fā)展需求，高校更加注重培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的大學(xué)生。文章基于應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)理念，通過開展創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造課程深度融合的實(shí)踐教學(xué)研究，旨在從根本上提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。實(shí)踐證明該研究不但能夠加快學(xué)生對(duì)汽車構(gòu)造專業(yè)知識(shí)的吸取和歸納，還能在教與學(xué)的過程中提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

創(chuàng)新教育；深度融合；創(chuàng)新實(shí)踐

多數(shù)高校的汽車構(gòu)造課程采用理論教學(xué)為主、實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔的教學(xué)方式，注重學(xué)生的理論知識(shí)水平，卻忽視了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，致使部分學(xué)生在實(shí)踐工作中存在創(chuàng)新能力不足的問題[1-3]。

為適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)汽車新技術(shù)高速發(fā)展的需求，相關(guān)高校高度重視汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新教育，創(chuàng)新教育已成為建立科技強(qiáng)國(guó)的有力支撐[4-5]。隨著高校大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)習(xí)積累，創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目與專業(yè)課程的融合需求越來越高，專業(yè)課程汽車構(gòu)造與創(chuàng)新教育的深度融合也日趨重要[6]。

因此，要促使任課教師在進(jìn)行汽車構(gòu)造課程的教學(xué)過程中，結(jié)合創(chuàng)新教育授課方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，不斷提高教師自身的教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)能力和學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新活動(dòng)的理解和興趣。授課過程中要結(jié)合未來汽車新技術(shù)的發(fā)展需求，找到契合學(xué)生自身感興趣的創(chuàng)新主體，吸引學(xué)生主動(dòng)參與到創(chuàng)新活動(dòng)主體中去，進(jìn)而在學(xué)習(xí)運(yùn)用汽車構(gòu)造知識(shí)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐的鍛煉中提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

1 實(shí)踐研究?jī)?nèi)容

為更好融合創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造課程的實(shí)踐研究，在汽車構(gòu)造課程的授課過程中，要結(jié)合汽車結(jié)構(gòu)知識(shí)聯(lián)系汽車新技術(shù)，找到契合學(xué)生感興趣的創(chuàng)新題目，讓學(xué)生利用汽車構(gòu)造知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，在學(xué)習(xí)中提高自身的專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用能力。因此，為吸引學(xué)生主動(dòng)參與到創(chuàng)新課題中去，把汽車專業(yè)知識(shí)更好地融合到創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目中，結(jié)合創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造課程深度融合的實(shí)踐研究提出以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

1.1 創(chuàng)新教育融入汽車構(gòu)造理論教學(xué)

在汽車構(gòu)造課程的理論教學(xué)中，注重傳統(tǒng)汽車技術(shù)與新能源汽車技術(shù)的融合延伸。因多數(shù)新能源汽車技術(shù)是基于傳統(tǒng)汽車技術(shù)的升級(jí)演變，再結(jié)合控制理論技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車新技術(shù)的功能升級(jí)。例如基于機(jī)電一體化技術(shù)，傳統(tǒng)的機(jī)械操作系統(tǒng)被線控系統(tǒng)取代，實(shí)現(xiàn)了車輛線控底盤的集成控制，為無人駕駛汽車技術(shù)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。通過技術(shù)解析，把學(xué)生引入到新能源汽車技術(shù)的創(chuàng)新項(xiàng)目中，以提升學(xué)生的眼界和創(chuàng)新思維，最終致力于新能源汽車技術(shù)的快速發(fā)展。例如：指導(dǎo)學(xué)生完成車載定位系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能座艙域遠(yuǎn)程救援功能等創(chuàng)新項(xiàng)目。在教學(xué)與創(chuàng)新的過程中極大地提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力。

1.2 構(gòu)建多維互動(dòng)融合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

由于汽車構(gòu)造課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)備很難在理論教學(xué)課堂同步呈現(xiàn)，因此，有必要在保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)與理論教學(xué)緊密聯(lián)系起來。借助于多維互動(dòng)融合的教學(xué)模式，建立學(xué)生之間、學(xué)生與小組之間、小組與老師之間的交流互動(dòng)，提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的主體作用。結(jié)合汽車實(shí)物結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合汽車構(gòu)造課程學(xué)到的理論知識(shí)進(jìn)行分析理解，對(duì)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)做到真正意義上的融會(huì)貫通。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生注重典型結(jié)構(gòu)在新能源汽車技術(shù)中的功能延伸，做到舉一反三，鍛煉學(xué)生自身的創(chuàng)新實(shí)踐能力。例如：基于變速器行星齒輪的原理特性，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)行星齒輪組合功能進(jìn)行延伸講解，為以后的創(chuàng)新應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

1.3 3D微模型在理論教學(xué)中的應(yīng)用

理論教學(xué)過程中通過呈現(xiàn)汽車動(dòng)畫結(jié)構(gòu)與3D微模型相結(jié)合的教學(xué)模式，讓學(xué)生直觀感受動(dòng)態(tài)的實(shí)物教學(xué)場(chǎng)景，由3D微模型對(duì)照其結(jié)構(gòu)和工作原理，加深學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的理解和掌握。尤其是汽車底盤結(jié)構(gòu)部分，結(jié)合3D微模型和新能源汽車技術(shù)的具體應(yīng)用引導(dǎo)學(xué)生挖掘新的創(chuàng)新點(diǎn)，提升學(xué)生自身的創(chuàng)新思維能力，并把其應(yīng)用到具體的創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目中。例如：采用3D打印制造完成的變速器微模型，真實(shí)還原車用變速器的空間結(jié)構(gòu)和工作原理，真正讓每個(gè)學(xué)生直觀理解感受車用變速器的原理再現(xiàn)。目前3D微模型主要基于變速箱和驅(qū)動(dòng)橋模型的實(shí)現(xiàn)，通過3D技術(shù)完成行星齒輪的加工和購(gòu)置高精度的軸承，實(shí)現(xiàn)變速箱行星齒輪組的組裝和運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 實(shí)踐研究方案

汽車構(gòu)造課程與學(xué)生創(chuàng)新教育深度融合的實(shí)踐研究，主要是結(jié)合近年來新能源汽車技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，在授課過程通過具體講解傳統(tǒng)汽車技術(shù)和新技術(shù)的共性，基于“舊結(jié)構(gòu)+新控制方法”“新結(jié)構(gòu)+傳統(tǒng)控制方法”“新結(jié)構(gòu)+新控制方法”等思路實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，提高學(xué)生對(duì)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力。為融合創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造的實(shí)踐研究需做到以下幾點(diǎn)。

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變

不再?gòu)?qiáng)調(diào)將學(xué)生的理論考試成績(jī)作為考核學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，注重在教學(xué)過程中“以創(chuàng)新促學(xué)，以創(chuàng)新促教”提升學(xué)生實(shí)踐能力，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生在汽車構(gòu)造課程中的學(xué)習(xí)欲望，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合汽車構(gòu)造的專業(yè)知識(shí)，開展創(chuàng)新性活動(dòng)項(xiàng)目。教學(xué)過程中注重結(jié)合汽車構(gòu)造理論知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生積極參與到“互聯(lián)網(wǎng)+”、挑戰(zhàn)杯等創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)中去。最終在不斷提高學(xué)生創(chuàng)新能力的過程中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)進(jìn)行潛移默化地學(xué)習(xí)。

2.2 以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)教學(xué)過程

強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容涉及的技術(shù)更迭，在教學(xué)過程中使學(xué)生“學(xué)中問、問中學(xué)”，根據(jù)汽車新技術(shù)需求利用誘導(dǎo)式方法引導(dǎo)學(xué)生大膽提出自己的疑問和創(chuàng)新想法。利用創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，探索汽車構(gòu)造知識(shí)與創(chuàng)新主題的深度融合研究，在教與學(xué)的過程中極大地提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力。例如：結(jié)合傳動(dòng)系統(tǒng)中涉及的單向離合器結(jié)構(gòu)，利用其正向轉(zhuǎn)動(dòng)、反向鎖止的工作原理，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)完成了一種正反雙向連續(xù)踩踏驅(qū)動(dòng)的自行車裝置，并完成專利申報(bào)和期刊論文發(fā)表等工作。

2.3 豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

在汽車構(gòu)造課程的教學(xué)過程中，利用多維互動(dòng)的教學(xué)模式，結(jié)合創(chuàng)新教育案例的驅(qū)動(dòng)模式，結(jié)合行星齒輪在多擋位自動(dòng)變速器中的組合應(yīng)用以及寶馬公司主動(dòng)式前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用等案例，帶動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到多維互動(dòng)的教學(xué)模式中，助力學(xué)生對(duì)創(chuàng)新思維有一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí)和提升。或結(jié)合汽車構(gòu)造中的一些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變，再輔以控制系統(tǒng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全新的功能。例如：多連桿機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門中的應(yīng)用，通過多連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)氣門位移在不同工況下的氣門升程變化?？傊膭?lì)學(xué)生積極參與發(fā)明創(chuàng)作，積極主動(dòng)參與到創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目中去。

2.4 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容互動(dòng)

結(jié)合汽車構(gòu)造專業(yè)知識(shí)和學(xué)院購(gòu)置的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，將汽車新技術(shù)應(yīng)用作為創(chuàng)新活動(dòng)學(xué)習(xí)對(duì)象，形成新的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新項(xiàng)目，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生參加科技創(chuàng)新活動(dòng)的熱情。并在多維互動(dòng)融合過程中，注重學(xué)生平時(shí)實(shí)踐環(huán)節(jié)練習(xí)，利用專利啟發(fā)模式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與創(chuàng)新活動(dòng)。結(jié)合以往專利授權(quán)案例（如ZL2016111440108，一種連續(xù)可變搖臂式氣門機(jī)構(gòu)），給學(xué)生講解汽車構(gòu)造專業(yè)知識(shí)點(diǎn)涉及的創(chuàng)新點(diǎn)和可行性分析，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何將創(chuàng)新設(shè)計(jì)融入專利設(shè)計(jì)思維中去，進(jìn)而提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，最終引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)新能源汽車技術(shù)的思維創(chuàng)新和專利創(chuàng)新。例如：為滿足車輛實(shí)際行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操控輕便性和穩(wěn)定性需求，通過控制行星齒輪組部件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比需求，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)完成基于變速齒輪組的主動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、專利申報(bào)和期刊論文發(fā)表。

3 實(shí)踐研究目標(biāo)

通過創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造課程深度融合的實(shí)踐研究，旨在提升學(xué)生汽車構(gòu)造課程理論考試成績(jī)的同時(shí)，更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力，提升學(xué)生自身的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力，為學(xué)生下一步的高質(zhì)量就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，通過創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造課程融合實(shí)踐研究可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)預(yù)期目標(biāo)。

3.1 提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和思維

汽車構(gòu)造課程中3D微模型輔助的課堂教學(xué)，為學(xué)生提供了理論聯(lián)系實(shí)踐且生動(dòng)的課堂環(huán)境，能夠讓學(xué)生真正地體會(huì)到學(xué)以致用的樂趣。尤其在汽車構(gòu)造課程中結(jié)合3D微模型，利用多維互動(dòng)融合的教學(xué)模式，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。因此，下一步的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中會(huì)結(jié)合3D打印制造完成的自動(dòng)變速器模型，課堂上同步呈現(xiàn)自動(dòng)變速器的空間結(jié)構(gòu)和工作原理，讓學(xué)生直觀體驗(yàn)行星齒輪組的組合演變。

3.2 提升學(xué)生參與創(chuàng)新活動(dòng)的綜合能力

在參與創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目的同時(shí)，結(jié)合“以賽促學(xué)，以賽促教”的教學(xué)指導(dǎo)思想，旨在鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。同時(shí)在學(xué)習(xí)汽車構(gòu)造課程的過程中，學(xué)生帶著新技術(shù)的應(yīng)用問題注重了理論基礎(chǔ)知識(shí)的提升，其學(xué)習(xí)目的性更強(qiáng)，學(xué)習(xí)目標(biāo)更為明確。

3.3 提高學(xué)生就業(yè)質(zhì)量

通過汽車構(gòu)造與創(chuàng)新教育深度融合的實(shí)踐研究，在培養(yǎng)學(xué)生將專業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新思維應(yīng)用到汽車新技術(shù)發(fā)展中的工程實(shí)踐能力中，為下一步的高質(zhì)量就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過跟蹤調(diào)研多位往屆學(xué)生的就業(yè)情況，借助創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目獲得的創(chuàng)新實(shí)踐經(jīng)歷和相關(guān)專利證書，極大地提高了其在外校研究生入學(xué)復(fù)試或企業(yè)入職面試工作中的通過概率。

3.4 參與創(chuàng)新項(xiàng)目的學(xué)生人數(shù)增多

通過汽車構(gòu)造課程內(nèi)容與創(chuàng)新教育深度融合的實(shí)踐模式，有助于提升車輛專業(yè)學(xué)生對(duì)汽車構(gòu)造知識(shí)的掌握，促進(jìn)學(xué)生對(duì)汽車新技術(shù)應(yīng)用的融合，提高學(xué)生對(duì)創(chuàng)新活動(dòng)參與的積極性，最終促使更多學(xué)生積極主動(dòng)地參與到各種相關(guān)的創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目中去。比如近年參與“互聯(lián)網(wǎng)+”等創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)的學(xué)生人數(shù)均在增多。

3.5 提高學(xué)生汽車構(gòu)造的綜合成績(jī)

新的汽車構(gòu)造課程教學(xué)模式從根本上改變以往學(xué)生“填鴨式”的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生從內(nèi)心里以興趣為導(dǎo)向，以創(chuàng)新為動(dòng)力，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，分析問題能力得到質(zhì)的提升。新的教學(xué)模式不但提升了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，還改掉了以往學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，積極性不高等問題。

4 實(shí)踐研究成果

雖然通過創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造課程深度融合的實(shí)踐研究，指導(dǎo)學(xué)生取得了一些創(chuàng)新成果。但在創(chuàng)新教育研究過程中也存在一些難題，比如3D微模型在課堂上的呈現(xiàn)。雖然3D打印技術(shù)和智能化制造技術(shù)對(duì)于汽車結(jié)構(gòu)部件制造加工來說已經(jīng)成熟，但其教學(xué)成本較高，尤其加工精度直接影響經(jīng)濟(jì)成本和模型運(yùn)行精度問題。

總之，要把汽車構(gòu)造理論知識(shí)融入創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過程相對(duì)不易，通常需要通過理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)來提升學(xué)生對(duì)汽車新技術(shù)的認(rèn)知，根據(jù)汽車構(gòu)造課程中的汽車底盤結(jié)構(gòu)和電子控制技術(shù)，再結(jié)合學(xué)院實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來引導(dǎo)學(xué)生參與到汽車新技術(shù)的創(chuàng)新項(xiàng)目中去。

過去的幾年時(shí)間里，在講解汽車構(gòu)造課程的過程中，基于汽車底盤不同系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)完成多項(xiàng)創(chuàng)新課題，先后指導(dǎo)學(xué)生30余人參與大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，并多次獲批遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目；20余人參與“互聯(lián)網(wǎng)+”、挑戰(zhàn)杯等競(jìng)賽活動(dòng)；40余人參與專利申報(bào)和期刊論文發(fā)表，通過創(chuàng)新活動(dòng)累計(jì)獲批專利或發(fā)表期刊論文10余項(xiàng)。其中基于省級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目“一種除冰霜智能雨刷裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制研究”和“一種正反雙向踩踏驅(qū)動(dòng)自行車裝置的設(shè)計(jì)研究”等研究的設(shè)計(jì)方案申報(bào)了相關(guān)的國(guó)家發(fā)明專利，最終為專業(yè)發(fā)展和學(xué)生綜合實(shí)踐能力提升帶來質(zhì)的飛躍。

5 結(jié)語

汽車構(gòu)造課程與學(xué)生創(chuàng)新教育深度融合的實(shí)踐研究將以學(xué)生為主體的培養(yǎng)模式，在教與學(xué)的過程中極大地提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力。教師和學(xué)生在“以創(chuàng)新促學(xué)，以創(chuàng)新促教”中均能提升實(shí)踐能力，為車輛工程專業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)盡的義務(wù)。創(chuàng)新教育為在校大學(xué)生提供了更好的實(shí)踐機(jī)會(huì)，把汽車構(gòu)造課程與創(chuàng)新活動(dòng)深度融合起來，將會(huì)給車輛構(gòu)造課程的實(shí)踐教學(xué)帶來質(zhì)的飛躍，讓學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力得到綜合提升。

因此，為契合應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)理念，培養(yǎng)出社會(huì)急需的創(chuàng)新型人才，很有必要開展創(chuàng)新教育與汽車構(gòu)造課程深度融合模式的實(shí)踐研究，將創(chuàng)新教育根植于汽車構(gòu)造課程中，旨在從根本上引導(dǎo)學(xué)生積極參與創(chuàng)新活動(dòng)，讓學(xué)生對(duì)汽車構(gòu)造知識(shí)學(xué)以致用的認(rèn)知深有體會(huì)。

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Practive Research on Deep Integration of Innovative Education and Automobile Construction

QU Xiaozhen, TIAN Guohong, GUAN Liangliang, LI Gang, ZHENG Limin

( School of Automobile and Traffic Engineering, Liaoning University of Technology, Jinzhou 121001, China )

In order to adapt the rapid development needs of technology in modern society, the university pay more attention to students with innovative thinking and innovative ability. Based on the concept of talent cultivation in application-oriented undergraduate colleges, the practical teaching research of deep integration of innovative education and automobile construction course, aims to fundamentally improve student's practical and innovative ability. The practical research is proved that it can't only accelerate students' absorption and induction of professional knowledge of automobile construction, but also greatly improve students' learning interest and innovative practice ability in the process of teaching and learning.

Innovative education; Deep integration; Innovative practice

G640

A

1671-7988(2023)19-174-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.019.034

屈小貞（1980－），男，博士，講師，研究方向?yàn)檐囕v系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及控制，E-mail:82707780@qq.com。

遼寧工業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目（xjg2022084）。