摘 要:隨著教育改革的不斷深入,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)已成為教育的重要使命。單元設(shè)計(jì)因其內(nèi)在的整體性、有序性以及教學(xué)方式選擇的靈活性,成為落實(shí)核心素養(yǎng)的重要途徑。以滬科版高中物理選擇性必修二“電磁感應(yīng)定律”單元為例,從“分析單元教材”“構(gòu)建單元結(jié)構(gòu)”“明確單元目標(biāo),合理規(guī)劃課時(shí)”“設(shè)計(jì)項(xiàng)目評(píng)價(jià)”四個(gè)方面,介紹如何踐行基于核心素養(yǎng)的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)卧虒W(xué);項(xiàng)目化學(xué)習(xí);核心素養(yǎng);教學(xué)評(píng)價(jià)
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2024)11-0035-6
《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》明確提出核心素養(yǎng)的含義,并指出經(jīng)歷各科學(xué)習(xí)后,學(xué)生應(yīng)能逐步形成正確的價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力[1]?!镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》提出,物理學(xué)科的核心素養(yǎng)集中展現(xiàn)了物理學(xué)科的育人價(jià)值[2]。上海市教育委員會(huì)編著的《中學(xué)物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)指南》,立足單元視角,聚焦核心素養(yǎng)培育。崔允漷認(rèn)為,指向?qū)W科核心素養(yǎng)的大單元設(shè)計(jì)是學(xué)科教育落實(shí)核心素養(yǎng)的重要路徑[3]。本文以“電磁感應(yīng)定律”單元為例,呈現(xiàn)在核心素養(yǎng)下基于項(xiàng)目的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)。
1 單元教學(xué)的概念及開(kāi)展單元教學(xué)對(duì)落實(shí)核心素養(yǎng)的價(jià)值
單元教學(xué)是以單元主題與任務(wù)為線索,從大單元結(jié)構(gòu)化的視角,設(shè)計(jì)探究活動(dòng)的大問(wèn)題,將上位思考落實(shí)到日常教學(xué)中,體現(xiàn)從上而下的設(shè)計(jì)理念[4]。單元設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)整體性的有序設(shè)計(jì),它關(guān)注單元學(xué)習(xí)活動(dòng)、單元作業(yè)、單元評(píng)價(jià)與單元目標(biāo)的一致性,循序漸進(jìn)地完成一個(gè)系列的教學(xué)活動(dòng)。單元教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,為后續(xù)要素(學(xué)習(xí)活動(dòng)、作業(yè)、評(píng)價(jià)、資源)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
與課時(shí)設(shè)計(jì)不同,單元教學(xué)是一種系統(tǒng)性的教學(xué)方式,它以一個(gè)單元為一個(gè)教學(xué)單位,把教學(xué)內(nèi)容從單一的物理知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼈冎g的關(guān)聯(lián),有助于學(xué)生建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和思維網(wǎng)絡(luò),培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。
物理學(xué)科的核心素養(yǎng)涵蓋物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面,這四個(gè)方面具有統(tǒng)整性,以概念為引領(lǐng),以實(shí)踐為表征,具有遷移性。核心素養(yǎng)的內(nèi)核是要能像專家一樣思考,創(chuàng)造性地解決真實(shí)問(wèn)題。專家思維是通過(guò)大概念來(lái)組織的,大概念幫助學(xué)生進(jìn)行深入理解,搭建學(xué)校教育和現(xiàn)實(shí)生活的橋梁。單元教學(xué)以科學(xué)探究、問(wèn)題解決為基本立足點(diǎn),促使學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐,通過(guò)整合物理概念和規(guī)律,全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng),有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,筑牢未來(lái)學(xué)習(xí)和工作的基礎(chǔ)。
2 基于項(xiàng)目的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)
單元設(shè)計(jì)一般遵循“ADDIE 模型”,圍繞分析(Analysis)、設(shè)計(jì)(Design)、開(kāi)發(fā)(Development)、實(shí)施(Implement)、評(píng)價(jià)(Evaluation)而展開(kāi)[5]。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)不是學(xué)科的活動(dòng)化,是學(xué)科知識(shí)在具體情境中的重建過(guò)程,是學(xué)生運(yùn)用各種能力解決具體問(wèn)題,從而獲得新知識(shí)和新能力的過(guò)程。夏雪梅認(rèn)為,項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)由核心知識(shí)、驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題、高階認(rèn)知、學(xué)習(xí)實(shí)踐、公開(kāi)成果和全程評(píng)價(jià)等維度構(gòu)成[6]。對(duì)比單元設(shè)計(jì)和項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)兩模型,“分析”對(duì)應(yīng)項(xiàng)目化設(shè)計(jì)的“核心知識(shí)”,根據(jù)單元涉及的主要知識(shí)點(diǎn)提煉學(xué)科關(guān)鍵概念和核心素養(yǎng);“驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題”是“設(shè)計(jì)”的一部分;“開(kāi)發(fā)”即梳理單元教學(xué)計(jì)劃和流程,對(duì)應(yīng)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的明確學(xué)習(xí)成果和評(píng)價(jià);課堂教學(xué)的“實(shí)施”過(guò)程則對(duì)應(yīng)項(xiàng)目化的“學(xué)習(xí)實(shí)踐”;在兩個(gè)模型的最后一項(xiàng)都提到“評(píng)價(jià)”。由此可見(jiàn),項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)框架與單元教學(xué)設(shè)計(jì)模型是高度契合的。
根據(jù)兩個(gè)框架的特征,考慮到一線教師課堂使用的可操作性及教學(xué)設(shè)計(jì)的邏輯性,融合“設(shè)計(jì)”和“開(kāi)發(fā)”為“構(gòu)建單元結(jié)構(gòu)”和“明確單元目標(biāo),合理規(guī)劃課時(shí)”這兩項(xiàng)對(duì)應(yīng)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的“三個(gè)問(wèn)題”,具體內(nèi)容如圖1所示。本文以“電磁感應(yīng)定律”單元為例,主要聚焦分析、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、評(píng)價(jià)這三個(gè)方面。
2.1 分析單元教材
單元教學(xué)的分析是教學(xué)設(shè)計(jì)中必不可少的一部分。教材是基于課標(biāo)和教學(xué)基本要求編制的,只有在正確認(rèn)知、具體分析教材的基礎(chǔ)上,才能進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì),有效地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。這不但需要教師對(duì)教材的知識(shí)內(nèi)容了然于胸,還需深挖單元的學(xué)習(xí)價(jià)值,分析出物理知識(shí)背后要求落實(shí)的核心素養(yǎng)內(nèi)容。以“電磁感應(yīng)定律”單元為例,從三個(gè)部分分析教材。
2.1.1 單元內(nèi)容分析
單元內(nèi)容是教學(xué)主體,也是落實(shí)核心素養(yǎng)的載體。在分析單元教材時(shí),找出單元涉及的所有知識(shí)點(diǎn)并繪制出知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,準(zhǔn)確地把握住重難點(diǎn),能為后續(xù)單元活動(dòng)的教學(xué)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。滬科版高中物理必修三第十章第三節(jié)介紹了“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”,選擇性必修二第六章則系統(tǒng)學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)定律”,考慮結(jié)構(gòu)的完整性,將兩部分內(nèi)容合并為新的單元。故單元內(nèi)容有三部分:一是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象;二是探究感應(yīng)電流方向;三是通過(guò)法拉第電磁感應(yīng)定律定量解決問(wèn)題。涉及到的主要知識(shí)點(diǎn)如圖2所示。
根據(jù)知識(shí)點(diǎn)提煉學(xué)科概念為磁生電的能量觀,重要的實(shí)驗(yàn)定律有楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律。
2.1.2 單元學(xué)習(xí)價(jià)值分析
單元學(xué)習(xí)價(jià)值分析就是確定學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的價(jià)值及意義。通過(guò)學(xué)習(xí)價(jià)值分析,明確單元內(nèi)容的學(xué)習(xí)對(duì)落實(shí)核心素養(yǎng)培育的作用。內(nèi)容上,“電磁感應(yīng)定律”的單元學(xué)習(xí)有助于提升物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)和相互作用觀、能量觀。物理學(xué)史上,“電磁感應(yīng)定律”的學(xué)習(xí)是以電流磁效應(yīng)為基礎(chǔ),進(jìn)一步揭示了電與磁之間的聯(lián)系,為麥克斯韋電磁場(chǎng)理論奠定了基礎(chǔ)。實(shí)際應(yīng)用上,電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一,在生產(chǎn)、生活、科技等方面都有積極的應(yīng)用,本單元的學(xué)習(xí)也將為交變電流和變壓器的探究奠定基礎(chǔ)。單元關(guān)鍵概念與核心素養(yǎng)培育的關(guān)系如表1所示。
2.2 構(gòu)建單元結(jié)構(gòu)
單元的結(jié)構(gòu)化將碎片化的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)內(nèi)部的邏輯整合為一個(gè)理性的、系統(tǒng)的、更符合認(rèn)知規(guī)律的整體。單課時(shí)的設(shè)計(jì),只能教會(huì)學(xué)生某個(gè)概念和規(guī)律,缺少了連接概念的神經(jīng)元,不易于情境化問(wèn)題的解決。新課改更注重情境的創(chuàng)設(shè)和問(wèn)題的解決,需要的不是單一的知識(shí),單元教學(xué)則通過(guò)建立知識(shí)框架,促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的連續(xù)性和系統(tǒng)性,從而更好地提升了學(xué)生的科學(xué)思維能力。
通過(guò)羅列的知識(shí)點(diǎn),提煉出本質(zhì)問(wèn)題,對(duì)于物理課程來(lái)說(shuō),本質(zhì)問(wèn)題可對(duì)標(biāo)單元長(zhǎng)作業(yè)任務(wù)的布置。本質(zhì)問(wèn)題一般比較抽象,難度高,需要拆解轉(zhuǎn)化為稍具挑戰(zhàn)的、學(xué)生感興趣的、通過(guò)努力能解決的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題,如表2所示。
以“電磁感應(yīng)定律”單元為例,用一個(gè)核心的具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題“如何實(shí)現(xiàn)手機(jī)的快速無(wú)線充電”來(lái)引領(lǐng)單元的學(xué)習(xí)。旨在通過(guò)手機(jī)的無(wú)線充電現(xiàn)象揭示其背后的原理,并歸納、總結(jié)出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出感應(yīng)電流的方向,歸納、總結(jié)出楞次定律的內(nèi)容,最后通過(guò)對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的科學(xué)探究,深入理解其物理意義,最終完成小論文解決本質(zhì)問(wèn)題。
2.3 明確單元目標(biāo),合理規(guī)劃課時(shí)
單元教學(xué)目標(biāo)不同于課時(shí)教學(xué)目標(biāo),它強(qiáng)調(diào)單元結(jié)構(gòu)的整體性與系統(tǒng)性。單元目標(biāo)的確定需要綜合教材、課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)情,而目標(biāo)的達(dá)成可實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。在入項(xiàng)之前,學(xué)生基本具備自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納、總結(jié)能力。本單元的主要學(xué)習(xí)活動(dòng)是科學(xué)探究活動(dòng),通過(guò)經(jīng)歷三次重要的探究活動(dòng),逐步提升“推理、論證”的科學(xué)思維,體會(huì)“問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流”的科學(xué)探究方法,在探究過(guò)程中認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì),形成科學(xué)的態(tài)度。
設(shè)定“電磁感應(yīng)定律”單元教學(xué)目標(biāo)如下:
(1)了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象:經(jīng)歷四次探究的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,歸納得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,學(xué)會(huì)抓住事物的本質(zhì)特征,提升觀察能力、邏輯思維能力和科學(xué)表達(dá)能力;通過(guò)了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用,增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。
(2)理解楞次定律:在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生將經(jīng)歷提出問(wèn)題、選擇器材、制訂方案、正確操作、獲得數(shù)據(jù)、分析歸納、形成結(jié)論的過(guò)程;能用能量的觀點(diǎn)解釋楞次定律。
(3)理解法拉第電磁感應(yīng)定律:在通過(guò)“智能電源”探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,感受實(shí)驗(yàn)探究和理論演繹相結(jié)合的方法;通過(guò)對(duì)圓盤發(fā)電機(jī)等原理的分析,感悟物理的實(shí)用性。
基于以上的單元目標(biāo)和圖2的概念層級(jí)圖,“電磁感應(yīng)定律”單元設(shè)定了8?jìng)€(gè)課時(shí)(圖3)。
單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)參照是中等學(xué)力的學(xué)生,對(duì)部分小組來(lái)說(shuō),已有的知識(shí)和能力儲(chǔ)備不足以完成項(xiàng)目主題任務(wù),就需要教師將驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題細(xì)化為指向更為明確、具體的概念性問(wèn)題或事實(shí)性問(wèn)題,降低認(rèn)知的難度,以推進(jìn)項(xiàng)目的進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)??蓪⒏碗A的問(wèn)題稱為內(nèi)容性問(wèn)題,這類問(wèn)題需要教師密切關(guān)注項(xiàng)目開(kāi)展進(jìn)程,視學(xué)生需要而提問(wèn),以“電磁感應(yīng)定律”單元第1課時(shí)為例,預(yù)設(shè)內(nèi)容性問(wèn)題如表3所示。
2.4 設(shè)計(jì)項(xiàng)目評(píng)價(jià)
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》提到,高中物理學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是以學(xué)生發(fā)展和素養(yǎng)為本[2]。新課標(biāo)精心研制了學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)育人目的給予了更多的關(guān)注,評(píng)價(jià)的核心目的在于推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步和促使教師改進(jìn)教學(xué)。項(xiàng)目化教學(xué)通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,在解決問(wèn)題的過(guò)程中提升學(xué)生的知識(shí)和能力,項(xiàng)目化提倡全程評(píng)估,實(shí)施過(guò)程性的評(píng)價(jià)[7]。素養(yǎng)的多元性決定了評(píng)價(jià)方式的多元化,單元教學(xué)評(píng)價(jià)包括評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)目的和評(píng)價(jià)方式。
2.4.1 評(píng)價(jià)內(nèi)容
通常情況下,評(píng)價(jià)的內(nèi)容有兩部分:一是對(duì)知識(shí)的評(píng)價(jià),二是對(duì)能力的評(píng)價(jià)。物理知識(shí)的掌握不僅關(guān)系到筆試考查的傳統(tǒng)評(píng)價(jià),更關(guān)系到物理領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)。而大單元教學(xué)和項(xiàng)目化學(xué)習(xí)體驗(yàn)不僅僅是為了揭示物理概念和應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)考試。從學(xué)生入項(xiàng)組隊(duì)開(kāi)始,社會(huì)交流直接影響項(xiàng)目的進(jìn)展;物理規(guī)律探究過(guò)程中的思維和實(shí)踐操作能力也是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵;能否通過(guò)表達(dá)呈現(xiàn)出讓人眼前一亮的項(xiàng)目成果是綜合素質(zhì)的體現(xiàn),能力則是素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成評(píng)判。依據(jù)評(píng)價(jià)的內(nèi)容,筆者將評(píng)價(jià)細(xì)化為六個(gè)方面,具體如圖4所示。其中,思政性評(píng)價(jià)參考了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》和思想政治教育的內(nèi)容。
對(duì)標(biāo)核心素養(yǎng)的四個(gè)方面:“概念性評(píng)價(jià)”主要評(píng)價(jià)“物理觀念”;“科學(xué)性評(píng)價(jià)”反映在活動(dòng)中呈現(xiàn)的“科學(xué)思維”能力和項(xiàng)目成果(主要以科學(xué)論文、PPT匯報(bào)和科技小制作為主)的科學(xué)性上;“探究性評(píng)價(jià)”主要針對(duì)“科學(xué)探究”能力;“社會(huì)性評(píng)價(jià)”和“思政性評(píng)價(jià)”大致對(duì)標(biāo)核心素養(yǎng)的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”;與人交往能力、自我發(fā)展能力則在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的“社會(huì)性評(píng)價(jià)”中體現(xiàn)出來(lái);思政教育旨在培養(yǎng)具有“四個(gè)自信”的時(shí)代新人,而物理學(xué)科中的科學(xué)家精神、優(yōu)秀品質(zhì)等元素亦是思政教育的寶貴素材;新添加的“審美性評(píng)價(jià)”主要是對(duì)項(xiàng)目成果在視覺(jué)上的評(píng)判,以激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的創(chuàng)造力,提升美育能力。
2.4.2 評(píng)價(jià)目的
根據(jù)評(píng)價(jià)目的可將評(píng)價(jià)分為兩類:一是終結(jié)性評(píng)價(jià),為判定學(xué)生能力和課程效果提供證據(jù);二是形成性評(píng)價(jià),為下一階段的學(xué)習(xí)提供重要依據(jù)。期中、期末和高考的測(cè)試是考量學(xué)生的階段能力,為終結(jié)性評(píng)價(jià)。除此之外的評(píng)價(jià)都是為了能更好地開(kāi)展教與學(xué)而設(shè)定的形成性評(píng)價(jià)。
2.4.3 評(píng)價(jià)方式
教學(xué)評(píng)價(jià)要反映學(xué)生在日常活動(dòng)中的表現(xiàn),恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方式能有效激勵(lì)學(xué)生提升自我效能,故教師需要提供豐富的評(píng)價(jià)方式。評(píng)價(jià)方式可設(shè)計(jì)為四種:課堂問(wèn)答、自我評(píng)價(jià)和同伴評(píng)價(jià)、階段性測(cè)評(píng)、項(xiàng)目成果匯報(bào)。
以“電磁感應(yīng)定律”單元為例,根據(jù)評(píng)價(jià)內(nèi)容和綜合核心素養(yǎng)目標(biāo),分析不同評(píng)價(jià)方式的適配性,并以此為依據(jù)進(jìn)一步設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)細(xì)則(表4)。
3 結(jié) 論
無(wú)論是項(xiàng)目化學(xué)習(xí)還是單元教學(xué),學(xué)習(xí)的主體都是學(xué)生。案例中的單元設(shè)計(jì)以項(xiàng)目為載體,學(xué)生親身參與電磁感應(yīng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究,不是孤立地記憶知識(shí)點(diǎn),而是深入、系統(tǒng)地理解電磁感應(yīng)定律的內(nèi)涵和應(yīng)用,這有助于物理觀念的形成。在動(dòng)手設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)和獲得結(jié)論的同時(shí),切實(shí)提升了科學(xué)探究能力。實(shí)驗(yàn)中,隊(duì)員們通過(guò)思維風(fēng)暴嘗試不同的方法和思路,最終解決了問(wèn)題,有效激發(fā)了創(chuàng)新思維,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作,也提升了解決問(wèn)題的能力,實(shí)現(xiàn)了素養(yǎng)的提升。
但在基于項(xiàng)目的單元教學(xué)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題:
(1)高中物理單元知識(shí)豐富,“電磁感應(yīng)定律”單元僅靠學(xué)生自主探究難度較高,項(xiàng)目的進(jìn)展也會(huì)受到很多因素的影響,教師需要在項(xiàng)目中靈活、適時(shí)地給予指導(dǎo)。對(duì)學(xué)力弱的班級(jí),教師需要引領(lǐng)學(xué)生完成探究工作,這需要教師具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和較強(qiáng)的課堂應(yīng)變能力。
(2)上海的物理課程課時(shí)緊、任務(wù)重,學(xué)生基礎(chǔ)有差異,完全放手學(xué)生需要更多課時(shí),故不得不弱化某些環(huán)節(jié),用班級(jí)整體探究取代自主探究。
(3)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)能提升核心素養(yǎng),但需強(qiáng)化時(shí)間概念以應(yīng)對(duì)筆試,特別是像電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用在考試中占比不小,所以還需要一到兩個(gè)課時(shí)的習(xí)題鞏固。
總體來(lái)看,基于項(xiàng)目的單元教學(xué)設(shè)計(jì)能有效提升學(xué)生的核心素養(yǎng),但也需要妥善處理好可能出現(xiàn)的問(wèn)題,充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),才能促進(jìn)教學(xué)效果的提升。
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(欄目編輯 鄧 磊)