唐碧容 林清利
摘 要:作業(yè)是師生進(jìn)行深度交互的重要媒介,為科學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè)促進(jìn)深度學(xué)習(xí),文章以深度學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)展開探究,著重分析高中數(shù)學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)的原則與策略,以重新激活知識(shí)的作業(yè)、加深知識(shí)理解的作業(yè)、激發(fā)認(rèn)知沖突的作業(yè),從應(yīng)用知識(shí)解決問題、深刻理解知識(shí)本質(zhì)、遷移知識(shí)適應(yīng)社會(huì)層面出發(fā),使數(shù)學(xué)作業(yè)成為深度學(xué)習(xí)中的重要抓手。意在通過有深度的作業(yè)設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生數(shù)學(xué)高階思維與核心素養(yǎng)有效發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);深度學(xué)習(xí)理論;數(shù)學(xué)作業(yè);設(shè)計(jì)策略
作業(yè)設(shè)計(jì)過程中教師根據(jù)課標(biāo)要求、教學(xué)目標(biāo)、基本學(xué)情對某部分知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行重新組合、改變、開發(fā),以符合學(xué)生能力特點(diǎn)的形式要求學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)、知識(shí)鞏固任務(wù)、實(shí)踐拓展任務(wù),因此,作業(yè)是教、學(xué)之間的交匯點(diǎn),在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中不可或缺。正因作業(yè)具有如此功能與地位,其也是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的重要方式,在“雙減”背景下,將作業(yè)作為提質(zhì)增效、深度學(xué)習(xí)的切口與抓手具有重要現(xiàn)實(shí)意義。因此,應(yīng)以深度學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ),探究合理的數(shù)學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)策略,促進(jìn)深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。
一、基于深度學(xué)習(xí)理論的高中數(shù)學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)概念
在不同視角看深度學(xué)習(xí),對其概念的理解均有變化。從高中數(shù)學(xué)教學(xué)及作業(yè)設(shè)計(jì)視角來看,深度學(xué)習(xí)是指教師引領(lǐng)學(xué)生圍繞課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)主體,通過自主探究、全程體驗(yàn)、情感發(fā)展感受知識(shí)形成、發(fā)展、應(yīng)用全過程,實(shí)現(xiàn)有意義、有價(jià)值的學(xué)習(xí),發(fā)展學(xué)生知識(shí)技能、解決問題、邏輯思維、批判創(chuàng)新、合作溝通等能力,使其借助獨(dú)立完成作業(yè)的機(jī)會(huì)學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),從高層次認(rèn)知知識(shí),準(zhǔn)確分解知識(shí)結(jié)構(gòu)、建立知識(shí)聯(lián)系,形成數(shù)學(xué)思維[1]。
在作業(yè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)也是發(fā)生深度學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié),其同樣以促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展為目標(biāo),因此,基于深度學(xué)習(xí)理論的高中數(shù)學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)是指以切實(shí)發(fā)生深度學(xué)習(xí)行為為目標(biāo)展開作業(yè)設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)在完成作業(yè)中拓展思維、溝通協(xié)作、知識(shí)遷移,進(jìn)而理解知識(shí)本質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生通過高度投入學(xué)習(xí)模式實(shí)現(xiàn)思維發(fā)展目標(biāo),減少作業(yè)中不必要的機(jī)械、重復(fù)訓(xùn)練。
二、基于深度學(xué)習(xí)理論的高中數(shù)學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)原則
(一)普適性原則
高中階段學(xué)生的情緒、心理狀態(tài)趨于穩(wěn)定,結(jié)合其心理特點(diǎn)在設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)作業(yè)時(shí)應(yīng)遵循普適性原則,即作業(yè)能夠激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿。需要設(shè)計(jì)與學(xué)生能力及學(xué)習(xí)需求匹配的作業(yè)內(nèi)容,促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生愿學(xué)、能學(xué)等發(fā)生深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。同時(shí),普適性原則也要求作業(yè)設(shè)計(jì)立足課程標(biāo)準(zhǔn)要求,作業(yè)難度、數(shù)量應(yīng)符合學(xué)生實(shí)際情況與認(rèn)知能力,滿足適度、適宜要求。其中作業(yè)量不宜過大,加重學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)、認(rèn)知負(fù)荷,違背“雙減”政策要求,容易引發(fā)負(fù)面情緒,使學(xué)生厭倦數(shù)學(xué);且作業(yè)難度不宜過大,否則會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈挫敗感,出現(xiàn)“不能學(xué)”情況。
(二)功能承載性原則
深度學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)教育教學(xué)中應(yīng)始終將促進(jìn)學(xué)生健康成長與全面發(fā)展作為追求,發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)科的全面育人價(jià)值,即同時(shí)發(fā)揮教學(xué)功能、育人功能、能力發(fā)展功能,才能形成發(fā)生深度學(xué)習(xí)的基本條件。因此,數(shù)學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循功能承載性原則,是指作業(yè)材料、內(nèi)容應(yīng)具備育人價(jià)值,其功能內(nèi)涵指向教學(xué)目標(biāo)。功能承載性原則提倡分階段設(shè)計(jì)作業(yè),在課前利用作業(yè)解決“學(xué)習(xí)什么”、課中利用探究任務(wù)解決“干什么”、課后利用作業(yè)解決“如何用”,按照學(xué)生思維發(fā)展規(guī)律使各個(gè)階段作業(yè)之間形成科學(xué)的內(nèi)在邏輯,引導(dǎo)學(xué)生深度思考[2]。同時(shí),作業(yè)也有不同的形式,每種形式承載的功能不同,如書面作業(yè)可以鞏固思維能力、實(shí)踐能力,實(shí)踐作業(yè)可以鞏固交際能力、實(shí)踐能力等?;诖耍處煈?yīng)對作業(yè)的功能有全面深入的了解,結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況按照功能承載性原則設(shè)計(jì)作業(yè)內(nèi)容、形式,彌補(bǔ)教學(xué)環(huán)節(jié)在育人方面的不足。
(三)質(zhì)量為本原則
深度學(xué)習(xí)理論中對作業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的基本要求是達(dá)成深度學(xué)習(xí)核心知識(shí)目標(biāo)、數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)。堅(jiān)持質(zhì)量為本原則是保障設(shè)計(jì)過程中能嚴(yán)格落實(shí)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與課程內(nèi)容,切實(shí)保證作業(yè)對促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、學(xué)生發(fā)展有實(shí)際作用。其中要求作業(yè)應(yīng)達(dá)到以下三項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):
一是,勾起回憶。在完成作業(yè)過程中學(xué)生能夠回憶數(shù)學(xué)公式、定理、基本事實(shí)等概念性知識(shí)。
二是,強(qiáng)化技能。通過作業(yè)處理數(shù)學(xué)中的一般問題,能夠通過具象的現(xiàn)象完成簡單的推理。
三是,思維拓展。利用實(shí)踐型、探究型任務(wù)促進(jìn)學(xué)生完成復(fù)雜推理,能夠在推理中發(fā)現(xiàn)問題、處理問題,甚至產(chǎn)生新的想法或觀點(diǎn)。
(四)反饋評價(jià)為先原則
作業(yè)評價(jià)也是教學(xué)評價(jià)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),同樣深度學(xué)習(xí)中也要求深度交互,因此,應(yīng)堅(jiān)持反饋評價(jià)原則設(shè)計(jì)作業(yè),能夠在反饋評價(jià)中了解作業(yè)完成情況與學(xué)生綜合素養(yǎng)發(fā)展情況,為改進(jìn)教學(xué)、優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì)提供客觀依據(jù)。但要在設(shè)計(jì)反饋評價(jià)模式過程中開辟學(xué)生參與渠道,為學(xué)生自查、自糾、自評、互評提供平臺(tái),增強(qiáng)學(xué)生的參與感,培養(yǎng)學(xué)生自我反思習(xí)慣,進(jìn)一步推動(dòng)深度學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)有效性。
三、基于深度學(xué)習(xí)理論的高中數(shù)學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)策略
(一)設(shè)計(jì)重新激活知識(shí)的作業(yè),提高學(xué)生解決問題水平
設(shè)計(jì)作業(yè)過程中,應(yīng)有目的地重新激活知識(shí)。目前,數(shù)學(xué)教學(xué)中善于利用直觀、可視的情境吸引學(xué)生,有助于學(xué)生理解與掌握知識(shí),但并未真正將知識(shí)激活。通過作業(yè)激活,使學(xué)生深入探索知識(shí)、靈活應(yīng)用知識(shí),成功地應(yīng)用知識(shí)解決問題,生成自信,發(fā)展解決問題能力。因此,設(shè)計(jì)重新激活知識(shí)作業(yè)要將關(guān)注作業(yè)完成成果轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注作業(yè)完成過程,有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生思考問題、發(fā)展思維,使學(xué)生能力達(dá)到預(yù)期的層次水平。
例如:在人教版必修第一冊《函數(shù)的基本性質(zhì)》之“函數(shù)的單調(diào)性”教學(xué)中,本部分知識(shí)學(xué)習(xí)中需要掌握單調(diào)函數(shù)與單調(diào)區(qū)間定義,熟練應(yīng)用單調(diào)性常用理論與證明單調(diào)性的方法。在作業(yè)設(shè)計(jì)中,參考探究學(xué)習(xí)中的情境,設(shè)計(jì)能夠重新激活知識(shí)的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)任務(wù),了解學(xué)生思考與思維變化過程。作業(yè)內(nèi)容如下:
給出函數(shù)表達(dá)式與、的值,求函數(shù)解析式;并給出具體區(qū)間,判斷函數(shù)的單調(diào)性。要求:詳細(xì)寫出解答過程;自行利用題目中的條件構(gòu)建問題情境,并作答。該題目是證明函數(shù)單調(diào)性的基礎(chǔ)題型,與教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置的問題情境類似,能夠觸發(fā)學(xué)生回憶知識(shí)探索過程,從而實(shí)現(xiàn)激活知識(shí)目標(biāo)。
學(xué)生作答思路:將、的值代入函數(shù)獲得方程組,解出未知數(shù)的值即可求得函數(shù)解析式;根據(jù)題目已知條件利用作差法可以判斷在既定區(qū)間內(nèi)函數(shù)的單調(diào)性。根據(jù)反饋情況了解到,95%以上的學(xué)生均能形成準(zhǔn)確的作答思路,但在計(jì)算過程中一部分學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤,僅有不足80%的學(xué)生結(jié)果計(jì)算正確,且在證明單調(diào)性環(huán)節(jié)作業(yè)作答參與率明顯下降。
自主構(gòu)建問題情境(個(gè)例):1.給出函數(shù)解解析式與區(qū)間,證明不等式。學(xué)生自主構(gòu)建問題情境中進(jìn)行了知識(shí)拓展,既鞏固本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容,也聯(lián)系以往學(xué)習(xí)知識(shí)拓展知識(shí)地圖、完善知識(shí)體系。
通過能夠激活知識(shí)的作業(yè),使學(xué)生在完成作業(yè)過程中完整地呈現(xiàn)思考過程、思維變化過程,關(guān)注學(xué)生對知識(shí)的理解與應(yīng)用,及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)盲區(qū),引導(dǎo)學(xué)生加深知識(shí)理解;同時(shí),也創(chuàng)造學(xué)生自主設(shè)計(jì)、創(chuàng)新的環(huán)節(jié),使學(xué)生按照發(fā)現(xiàn)→提出→分析→解決的思路發(fā)展思維,真正學(xué)會(huì)以數(shù)學(xué)眼光看待世界、從數(shù)學(xué)視角發(fā)現(xiàn)問題,將作業(yè)引向更深層次[3]。
(二)設(shè)計(jì)加深知識(shí)理解的作業(yè),促進(jìn)學(xué)生理解知識(shí)本質(zhì)
學(xué)生在新知學(xué)習(xí)過程中,喜歡聯(lián)系舊知幫助理解,但先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)存在錯(cuò)誤時(shí),在新知學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)也會(huì)產(chǎn)生新的錯(cuò)誤理解,導(dǎo)致整體認(rèn)知出現(xiàn)偏差。設(shè)計(jì)加深知識(shí)理解的作業(yè),使學(xué)生在完成作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)自我思維可視化,能夠及時(shí)糾正認(rèn)知錯(cuò)誤,并從超越具象問題層面對問題展開深入思考,從而理解知識(shí)本質(zhì),完成深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。
1.利用錯(cuò)題資源設(shè)計(jì)作業(yè),助力學(xué)生理解
以人教版選擇性必修第一冊“空間向量基本定理”教學(xué)為例,在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)“目標(biāo)檢測,總結(jié)提升”環(huán)節(jié),由學(xué)生自行完成教材上三道課后練習(xí)題,練習(xí)1考查學(xué)生是否學(xué)會(huì)準(zhǔn)確判斷不共面向量,練習(xí)2考查學(xué)生是否真正理解基底選取要求,練習(xí)3考查學(xué)生基底選取知識(shí)的掌握與在基底上線性表示空間中向量能力。三道練習(xí)題涉及本節(jié)課所有重要知識(shí)點(diǎn),學(xué)生自行解題后上交答案,經(jīng)過整理后,教師將典型的錯(cuò)題以圖片的形式發(fā)送至線上學(xué)習(xí)平臺(tái)內(nèi),作為作業(yè)素材,要求學(xué)生以合作探究方式對錯(cuò)題進(jìn)行糾正。
糾錯(cuò)的過程是學(xué)生檢查自身知識(shí)體系漏洞的過程,有助于其發(fā)現(xiàn)自身知識(shí)理解上的錯(cuò)誤;發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并改正,重新回憶解題過程,強(qiáng)化思維、加深理解,深入感受知識(shí)的形成與應(yīng)用。由此可以看出,以錯(cuò)題資源設(shè)計(jì)作業(yè),使學(xué)生從發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤到糾正錯(cuò)誤過程中全面、系統(tǒng)、辯證地思考,形成自己對知識(shí)的理解,這一過程是思維發(fā)展的過程,也是理解知識(shí)本質(zhì)的過程。
2.設(shè)計(jì)實(shí)踐探究型作業(yè),促進(jìn)深度探索
以人教版必修第二冊“統(tǒng)計(jì)分析案例公司員工”教學(xué)為例,本節(jié)課本身具有實(shí)踐探究性,通過統(tǒng)計(jì)與調(diào)查公司員工肥胖情況,引導(dǎo)學(xué)生探究數(shù)據(jù)分析意義、完成統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告,感受利用圖表描述與表達(dá)實(shí)際問題的方法、過程,使學(xué)生學(xué)會(huì)利用中位數(shù)、方差等特征量描述樣本數(shù)據(jù),能夠促進(jìn)數(shù)學(xué)建模、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等多方面素養(yǎng)的發(fā)展[4]。在課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),學(xué)生完整感受統(tǒng)計(jì)與分析過程。課后為了獨(dú)立進(jìn)行深入探索,設(shè)計(jì)實(shí)踐探究型作業(yè)引導(dǎo)學(xué)生圍繞核心知識(shí)進(jìn)行深度思考,實(shí)現(xiàn)對知識(shí)本質(zhì)的深刻理解。
作業(yè)內(nèi)容:調(diào)查所在年級(jí)學(xué)生每周手機(jī)使用情況,統(tǒng)計(jì)使用時(shí)間數(shù)據(jù),結(jié)合所學(xué)知識(shí)完成統(tǒng)計(jì)調(diào)查分析報(bào)告。
學(xué)生接受作業(yè)任務(wù)后,聯(lián)合小組成員先制訂統(tǒng)計(jì)調(diào)查計(jì)劃,確定完成本次分析任務(wù)的基本流程為:收集數(shù)據(jù)→整理數(shù)據(jù)→提取信息→構(gòu)建模型→進(jìn)行推斷→獲得結(jié)論;并基于流程進(jìn)行組內(nèi)分工。從作業(yè)完成過程來看,學(xué)生先確定調(diào)查目的與調(diào)查分析方法,再按照統(tǒng)計(jì)分析流程逐步探索,通過數(shù)據(jù)發(fā)掘背后隱藏的高中生玩手機(jī)時(shí)間過長問題,再結(jié)合長時(shí)間玩手機(jī)的危害分析縮短玩手機(jī)時(shí)間的策略。從形成的調(diào)查報(bào)告內(nèi)容來看,先填寫調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析人員的基本信息,并陳述了調(diào)查分析問題、背景、目標(biāo),寫明了每個(gè)時(shí)間段的任務(wù)安排、負(fù)責(zé)成員,基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)完成了頻率分布表編制與頻率分布直方圖繪制,分析了玩手機(jī)時(shí)間的數(shù)字特征(中位數(shù)、平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、方差、極差),最后根據(jù)數(shù)據(jù)分析形成結(jié)論。由此使學(xué)生獨(dú)立體驗(yàn)完整、系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析,對每個(gè)步驟、每個(gè)流程知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用產(chǎn)生自己的理解,高效完成深度學(xué)習(xí)。
(三)設(shè)計(jì)激發(fā)認(rèn)知沖突的作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)能力
在設(shè)計(jì)作業(yè)中構(gòu)建將數(shù)學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合的問題情境,引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突,引導(dǎo)學(xué)生深度探索、沉浸學(xué)習(xí),補(bǔ)全課堂教學(xué)不足,學(xué)會(huì)在面對不同社會(huì)現(xiàn)象時(shí),合理思考、辯證分析,遷移所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題,具備適應(yīng)社會(huì)能力。基于此,可以立足現(xiàn)實(shí)情境展開作業(yè)設(shè)計(jì),使學(xué)生在實(shí)踐中完成數(shù)學(xué)模型構(gòu)建,提出解決方案,達(dá)成深度學(xué)習(xí),發(fā)展核心素養(yǎng)目標(biāo)。
以人教版選擇性必修第三冊《條件概率與全概率公式》之“條件概率”教學(xué)為例,本部分知識(shí)課后作業(yè)設(shè)計(jì)中,聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活設(shè)計(jì)情境,將學(xué)生的視角從理論知識(shí)層面拉回到客觀現(xiàn)實(shí),了解與體會(huì)知識(shí)在生活中的應(yīng)用,提升知識(shí)應(yīng)用能力以及適應(yīng)社會(huì)能力。
作業(yè)內(nèi)容:每個(gè)小組內(nèi)由一名學(xué)生向家長要一張無用銀行卡,由家長告知密碼前五位。與小組成員分析任意按最后1位數(shù)字,在≤2次內(nèi)按對的概率是多少?經(jīng)家長回憶,當(dāng)最后的一位密碼是奇數(shù)或偶數(shù)時(shí),不超過2次按對的概率是多少?
作業(yè)要求:通過小組合作完成作業(yè),并在現(xiàn)實(shí)生活場景中進(jìn)行嘗試,遇到困難時(shí)及時(shí)反饋。
在完成本次作業(yè)過程中,通過概率的加法公式與乘法公式可以快速計(jì)算結(jié)果,但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)自助取款機(jī)密碼輸入錯(cuò)誤三次后無法繼續(xù)輸入。因此,很多學(xué)生質(zhì)疑,條件概率知識(shí)與生活有著聯(lián)系,但在生活中并不適用。從完成作業(yè)情況來看,大部分學(xué)生均在反饋條件概率知識(shí)在生活中并不適用問題,基于此,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)條件概率知識(shí)的使用情況,通過作業(yè)可以看出通過條件概率可以在隨機(jī)試驗(yàn)中計(jì)算未知概率,在某些應(yīng)用領(lǐng)域可以利用概率反饋統(tǒng)計(jì)結(jié)果[5]。但實(shí)際應(yīng)用中也要結(jié)合社會(huì)的客觀情況,當(dāng)發(fā)生忘記銀行卡密碼等類似情況時(shí),雖然可以通過條件概率知識(shí)計(jì)算隨機(jī)試驗(yàn)密碼時(shí)輸入正確的概率,尋找解決問題方法,但銀行卡密碼是一個(gè)特殊情況,為了保障財(cái)產(chǎn)安全,銀行不允許隨意嘗試密碼。
結(jié)束語
綜上所述,基于深度學(xué)習(xí)理論課后作業(yè)環(huán)節(jié)也應(yīng)發(fā)生深度學(xué)習(xí)行為,促使教師將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到學(xué)生的“學(xué)”上。因此,應(yīng)結(jié)合學(xué)生情況,以科學(xué)的理論與原則為基礎(chǔ)有效進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì),引領(lǐng)學(xué)生加深知識(shí)體驗(yàn),了解與感受數(shù)學(xué)學(xué)科的理論性、工具性、實(shí)用性,從而在理解知識(shí)本質(zhì)過程中完成深度思考與探索,學(xué)會(huì)知識(shí)應(yīng)用、遷移,形成數(shù)學(xué)邏輯、批判思維,融合社會(huì)、適應(yīng)社會(huì),進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,助力學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
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本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度“協(xié)同創(chuàng)新”(含幫扶項(xiàng)目)專項(xiàng)課題“深度學(xué)習(xí)理論下高中數(shù)學(xué)單元作業(yè)設(shè)計(jì)校本化實(shí)踐研究”(立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào):Fjxczx22-189)研究成果之一。