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    虛擬仿真在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

    2021-01-20 07:13:34左埒蓮張楠何平平尹珊輝歐陽新平
    教育教學(xué)論壇 2021年48期
    關(guān)鍵詞:虛擬仿真高等教育醫(yī)學(xué)生

    左埒蓮 張楠 何平平 尹珊輝 歐陽新平

    [摘 要] 國家教育部門大力扶持和鼓勵高等醫(yī)學(xué)院校發(fā)展和創(chuàng)立醫(yī)學(xué)相關(guān)課程虛擬仿真系統(tǒng),并將其融入教學(xué)。通過這種教學(xué)方式,培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價值觀,提高臨床操作技能、處理問題和創(chuàng)新的能力,進(jìn)而促進(jìn)醫(yī)學(xué)生人才的培養(yǎng)。通過對虛擬仿真教學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀和優(yōu)勢等方面的介紹,討論其在醫(yī)學(xué)教育中的重要性和必要性。

    [關(guān)鍵詞] 虛擬仿真;高等教育;醫(yī)學(xué)生;課程思政;教學(xué)改革

    [基金項(xiàng)目] 2020年度南華大學(xué)教改研究項(xiàng)目“內(nèi)外兼修:‘生理學(xué)’課程思政教學(xué)改革與實(shí)踐”(2020YB-XJG22);2020年度南華大學(xué)船山學(xué)院教改項(xiàng)目“虛擬仿真和游戲化技術(shù)在‘生理學(xué)’教學(xué)中的應(yīng)用研究”(2020CY005);2020年度教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“虛擬仿真技術(shù)在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用”(202002103008)

    [作者簡介] 左埒蓮(1987—),女,湖南常德人,醫(yī)學(xué)博士,南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院講師,主要從事高等醫(yī)學(xué)研究;尹珊輝(1977—),女,湖南邵東人,醫(yī)學(xué)碩士,南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院副主任醫(yī)師,主要從事醫(yī)學(xué)臨床研究(通信作者);歐陽新平(1978—),男,湖南寧遠(yuǎn)人,醫(yī)學(xué)博士,南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院教研室主任,副教授,碩士生導(dǎo)師(通信作者),主要從事高等醫(yī)學(xué)研究。

    [中圖分類號] G420 ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? [文章編號] 1674-9324(2021)48-0077-04 ? ?[收稿日期] 2021-04-09

    2020年初,國內(nèi)爆發(fā)新型冠狀病毒性肺炎疫情,我國醫(yī)務(wù)人員在此次疫情防控起著至關(guān)重要的作用。國家發(fā)布《關(guān)于加快醫(yī)學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出,全力提升院校醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量。承擔(dān)這一責(zé)任的主體是高等醫(yī)學(xué)院校,其對醫(yī)學(xué)生人才的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。

    在高校醫(yī)學(xué)教學(xué)過程中,傳統(tǒng)教學(xué)以教師講授為主,灌輸性地向醫(yī)學(xué)生講解醫(yī)學(xué)相關(guān)各類課程。對于教師而言,課程內(nèi)容多,講授較為枯燥,有些知識點(diǎn)無法向醫(yī)學(xué)生清楚明了地呈現(xiàn)出來;對于醫(yī)學(xué)生而言,課程內(nèi)容繁雜,知識點(diǎn)多,不易理解,被動性的接受知識,難以達(dá)到對知識點(diǎn)的靈活運(yùn)用。隨著社會科技的發(fā)展,信息化理念以及技術(shù)融入教學(xué),教師通過使用信息化技術(shù),使得教學(xué)活動在一定程度上,節(jié)約時間,利用動畫、視頻等方式,讓課堂氣氛活躍起來,提高醫(yī)學(xué)生對醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)的積極性。但是,對于臨床醫(yī)學(xué)生而言,他們在進(jìn)入社會后,面臨的是他人的生命或者是類似于新冠疫情這種全球性傳染性的疾病,因此,需要醫(yī)學(xué)生具有更專業(yè)技術(shù)、職業(yè)素養(yǎng)、解決問題和創(chuàng)新的能力等。高等醫(yī)學(xué)院校教師教學(xué)不能止步于比較基礎(chǔ)性的信息化教學(xué)方式,而是要在此基礎(chǔ)上,融入新的教學(xué)方法——虛擬仿真,讓教師自身教學(xué)內(nèi)容更為生動、形象、逼真,同時讓醫(yī)學(xué)生能夠自主地學(xué)習(xí),激發(fā)其創(chuàng)新意識,更早地接觸臨床,為以后服務(wù)臨床工作奠定基礎(chǔ)。

    一、虛擬仿真教學(xué)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

    虛擬仿真是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行創(chuàng)建和模擬現(xiàn)實(shí)活動的一種現(xiàn)代化信息技術(shù)。在醫(yī)學(xué)課程教學(xué)過程中,融入虛擬仿真技術(shù)——虛擬仿真教學(xué),計(jì)算機(jī)模擬各種現(xiàn)實(shí)活動的功能與醫(yī)學(xué)課程知識點(diǎn)進(jìn)行有效整合,為醫(yī)學(xué)生呈現(xiàn)臨床中真實(shí)的環(huán)境,并結(jié)合醫(yī)學(xué)理論知識和臨床操作技能在虛擬仿真環(huán)境中進(jìn)行診斷、操作或用藥治療等活動,實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動的沉浸性和交互性。

    虛擬仿真教學(xué),在國外研究與建立的較早。如在英國、美國、加拿大等國家的大學(xué)建立了醫(yī)學(xué)相關(guān)課程的虛擬仿真系統(tǒng),特別是在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程方面,應(yīng)用更為完善、廣泛。其認(rèn)為虛擬仿真教學(xué)是對傳統(tǒng)教育的重大改革,是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要方式[1]。全國高校已經(jīng)建立了300個國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心[2]。2013年以來,醫(yī)學(xué)教學(xué)中虛擬仿真應(yīng)用相關(guān)論文多達(dá)682篇[3]。教育部逐年增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的數(shù)量,高等醫(yī)學(xué)院校響應(yīng)國家政策,緊跟國家教育改革腳步,積極鼓勵學(xué)校教師申請并完成課程模擬仿真教學(xué)項(xiàng)目。

    二、虛擬仿真在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢

    (一)為教師教學(xué)提供更為有效的教學(xué)手段

    在國內(nèi)大力發(fā)展虛擬仿真教學(xué)的情勢之下,教師需要改變自己的觀念,主動學(xué)習(xí)新的教學(xué)模式,積極進(jìn)行教學(xué)改革。由于醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)的醫(yī)學(xué)課程多,知識點(diǎn)難度大,教師在教學(xué)過程中通過利用虛擬仿真系統(tǒng),讓整個教學(xué)準(zhǔn)備工作更為簡便,如不需要再進(jìn)行復(fù)雜動畫的設(shè)計(jì),教學(xué)內(nèi)容更為形象逼真,激發(fā)醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,能夠積極自主與教師進(jìn)行溝通交流。

    (二)有利于教師在教學(xué)中時刻掌控教學(xué)效果以及對教學(xué)模式的調(diào)整

    虛擬仿真系統(tǒng)中會建立教師學(xué)生相互評價模塊,包括醫(yī)學(xué)生針對理論知識點(diǎn)、臨床操作、疾病用藥治療等問題的提問;針對知識點(diǎn)在虛擬仿真系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)提問或建議;針對某個知識點(diǎn)的虛擬仿真教學(xué)占總教學(xué)量比例的建議等。通過這一模塊功能,結(jié)合相應(yīng)測試模塊,教師能夠及時了解醫(yī)學(xué)生對醫(yī)學(xué)課程某知識點(diǎn)的掌握程度,并根據(jù)醫(yī)學(xué)生反饋意見,調(diào)整教學(xué)模式,來適應(yīng)醫(yī)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的要求。

    (三)有利于申報(bào)更高層次的課程建設(shè)項(xiàng)目

    2019年教育部發(fā)布《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》指出:“課程是人才培養(yǎng)的核心要素,課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量。全面開展一流本科課程建設(shè),樹立課程建設(shè)新理念,推進(jìn)課程改革創(chuàng)新,實(shí)施科學(xué)課程評價?!币涣髡n程建設(shè)包括線上一流課程,虛擬仿真教學(xué)一流課程,線下一流課程,線上線下混合式一流課程等模式。教師團(tuán)隊(duì)在打造具有醫(yī)學(xué)特色的虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng),并在醫(yī)學(xué)生使用過程中不斷完善后,可以在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步申報(bào)省級、國家級課程建設(shè)項(xiàng)目,接受全國醫(yī)學(xué)相關(guān)人員的檢驗(yàn),提升自身的虛擬仿真教學(xué)水平,推動高校教學(xué)改革進(jìn)程。

    (四)有利于醫(yī)學(xué)生激發(fā)對醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)的積極性

    虛擬仿真教學(xué)最大的優(yōu)勢既是通過利用虛擬仿真系統(tǒng),為醫(yī)學(xué)生提供交互性、逼真性強(qiáng)的學(xué)習(xí)方式,能夠緩解部分高校實(shí)驗(yàn)條件不足的問題,讓每一位醫(yī)學(xué)生都能夠獨(dú)立完成學(xué)習(xí)任務(wù);同時教師也能夠適當(dāng)通過分組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成,培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生獨(dú)立解決問題能力,團(tuán)隊(duì)合作能力,激發(fā)醫(yī)學(xué)生創(chuàng)新意識。同樣地,在理論教學(xué)中,教師通過虛擬仿真系統(tǒng)形象地呈現(xiàn)較為復(fù)雜的醫(yī)學(xué)知識點(diǎn),如機(jī)體內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)、各器官功能以及調(diào)節(jié)機(jī)制等[4],有利于醫(yī)學(xué)生對重點(diǎn)知識的理解與掌握,提高醫(yī)學(xué)生對醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)的興趣與積極性。

    (五)有利于醫(yī)學(xué)生提高學(xué)習(xí)的效率

    虛擬仿真系統(tǒng)的建立,可以和線上學(xué)習(xí)平臺(如慕課、學(xué)習(xí)通、雨課堂等)相結(jié)合,便于醫(yī)學(xué)生的自主進(jìn)行預(yù)習(xí)以及課后的復(fù)習(xí),有利于醫(yī)學(xué)生提高學(xué)習(xí)的效率[5]。

    三、虛擬仿真教學(xué)中需要注意的問題

    (一)教師與醫(yī)學(xué)生觀念的轉(zhuǎn)變

    國家教育部門越來越重視高等院校的教學(xué)改革,不斷提出適應(yīng)社會發(fā)展的教學(xué)改革新要求。無論是醫(yī)學(xué)院校教師還是醫(yī)學(xué)生,都要認(rèn)清社會的發(fā)展,在思想觀念上進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)變。對于醫(yī)學(xué)院校的教師而言,要關(guān)注國家教育部門下發(fā)的各項(xiàng)教學(xué)改革政策,積極學(xué)習(xí)新的教學(xué)手段,如拍攝課程微視頻、線上教學(xué)App等軟件、創(chuàng)建虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)等。通過這些教學(xué)新方式的使用,讓較為復(fù)雜、枯燥的醫(yī)學(xué)課程變得形象生動,提高醫(yī)學(xué)生對醫(yī)學(xué)課程的興趣和積極性。對于醫(yī)學(xué)生而言,大學(xué)課堂不再是教師純粹的知識灌輸。利用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng),自主思考問題,提出問題,解決問題。通過醫(yī)學(xué)生自主的學(xué)習(xí),并在教師指導(dǎo)下,掌握知識點(diǎn)并能靈活應(yīng)用。

    (二)虛擬仿真系統(tǒng)不斷改進(jìn)跟新

    生命科學(xué)領(lǐng)域在不斷地更新發(fā)展,虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)該隨著知識的完善、更新甚至是更正,不斷進(jìn)行改進(jìn),讓醫(yī)學(xué)生能夠獲得最新的知識。另外,虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)生使用過程中,不斷地收集改進(jìn)的建議或是使用過程中出現(xiàn)的問題,也可以通過使用類似教學(xué)系統(tǒng),進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)不足,再根據(jù)具體情況,對虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

    (三)加大虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的共享

    虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)在前期創(chuàng)建時,投入相對較大,需要教師團(tuán)隊(duì)和虛擬仿真技術(shù)公司付出較大的精力。因此,目前已有的虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)主要是為本校的課程或?qū)W生服務(wù)。但這并適于該中教學(xué)模式以及虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)一步的完善。國家教育部門逐年增加對虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的投入,最終實(shí)現(xiàn)資源的共享,讓更多的學(xué)生或教師使用,才能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題,并及時解決;才能及時更新虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的知識體系;才能更大范圍的提高高等院校的教學(xué)質(zhì)量。

    (四)教學(xué)活動不能完全依賴于虛擬仿真系統(tǒng)

    盡管虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)能夠?yàn)獒t(yī)學(xué)生提供形象逼真的學(xué)習(xí)平臺,能夠讓醫(yī)學(xué)生在盡可能逼真的虛擬環(huán)境中進(jìn)行臨床技能的訓(xùn)練、疾病的分析、診斷和治療,但這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。對于醫(yī)學(xué)生而言,在校期間除了能夠掌握理論知識以外,還要對臨床實(shí)操能力進(jìn)行培養(yǎng)。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)無法訓(xùn)練醫(yī)學(xué)生的真實(shí)動手能力。此外,與教師面對面的教學(xué)模式是必不可少的。醫(yī)學(xué)生在利用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)后,都需要教師對學(xué)生不能理解的知識點(diǎn)、不能解決的問題進(jìn)行系統(tǒng)性指導(dǎo),以確保醫(yī)學(xué)生能夠真正掌握知識點(diǎn),能夠應(yīng)用這些理論知識。

    (五)注重醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

    虛擬仿真系統(tǒng)在應(yīng)用過程中,是以醫(yī)學(xué)生為主體,可在任意的時間、地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí),不再受限于空間、儀器設(shè)備的限制。該系統(tǒng)的任務(wù)與課程成績直接掛鉤,督促醫(yī)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí),完成學(xué)習(xí)任務(wù),進(jìn)而起到培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

    四、虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)與其他教學(xué)模式的融合

    (一)虛擬仿真與醫(yī)學(xué)理論課程教學(xué)

    目前,虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比較,不需要實(shí)儀器設(shè)備、不需要花費(fèi)太多的時間完成實(shí)驗(yàn),而且能夠在短時間內(nèi)在虛擬仿真系統(tǒng)中快速調(diào)整或選擇實(shí)驗(yàn)條件,得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;每一位醫(yī)學(xué)生都能夠自主獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不受限于儀器不足,不影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度。

    醫(yī)學(xué)課程遠(yuǎn)不止實(shí)驗(yàn)課程,還包括大量的理論課程。這些理論課程中有很多的知識點(diǎn)難以通過教師的講述讓醫(yī)學(xué)上完全理解和掌握。因此,虛擬仿真教學(xué)可加大在理論課程教學(xué)中的應(yīng)用。比如“解剖學(xué)”中人體的細(xì)微結(jié)構(gòu);“病理學(xué)”和“病理生理學(xué)”中疾病的病程在不同條件下的變化;“生理學(xué)”中機(jī)體對各個系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制等。通過對這些較難理解、不容易用語言描述的內(nèi)容進(jìn)行逼真的仿真模擬,讓醫(yī)學(xué)生能夠?qū)碚撝R點(diǎn)有較為清晰形象的認(rèn)識,有利于醫(yī)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握,提高醫(yī)學(xué)生對理論知識學(xué)習(xí)的積極性。

    (二)虛擬仿真與線上教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)

    教育部鼓勵和支持高等院校建立線上教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)模式。線上教學(xué)是充分利用線上資源,構(gòu)建線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,學(xué)生利用線上網(wǎng)絡(luò)平臺完成自主學(xué)習(xí),包括教師錄播的教學(xué)視頻、作業(yè)、討論以及考試等內(nèi)容?;旌鲜浇虒W(xué),即將線上教學(xué)和面對面教學(xué)有機(jī)結(jié)合一種教學(xué)模式。類似地,建立線上網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺,讓醫(yī)學(xué)生在進(jìn)入課堂之前,就對知識點(diǎn)有了較好的,基礎(chǔ)水平的了解,能夠帶著問題在課堂上接受知識;而教師也能夠根據(jù)醫(yī)學(xué)生線上學(xué)習(xí)后的反饋,來針對性講解知識點(diǎn),也將有更多的時間為學(xué)生講解課程重點(diǎn)難點(diǎn),保障課程教學(xué)的質(zhì)量。

    虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)也是利用網(wǎng)絡(luò)來建立的教學(xué)平臺??梢詫⑻摂M仿真內(nèi)容融入線上教學(xué)或線上線下混合式教學(xué)中,綜合兩者的優(yōu)勢,為醫(yī)學(xué)生提供更為完善的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)平臺,培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)高等院校的教學(xué)改革。

    (三)虛擬仿真與課程整合

    國內(nèi)高等醫(yī)學(xué)院校在對醫(yī)學(xué)生的教學(xué)活動中,醫(yī)學(xué)生在校內(nèi)完成理論課程的學(xué)習(xí),并且各門理論課程自成體系,在實(shí)習(xí)階段進(jìn)行臨床知識的學(xué)習(xí)。這就導(dǎo)致醫(yī)學(xué)生無法將理論知識靈活應(yīng)用于臨床上,甚至由于時間太久,遺忘了基礎(chǔ)理論知識;而在理論知識學(xué)習(xí)時,也不能很好地和臨床聯(lián)系起來。因此為了解決這一問題,出現(xiàn)“課程整合”。課程整合就是將自成體系的理論課程通過其內(nèi)在聯(lián)系把知識點(diǎn)整合起來,主要是以系統(tǒng)為中心,將系統(tǒng)涉及的解剖學(xué)、組織與胚胎學(xué)、生理學(xué)、病理生理學(xué)等理論知識進(jìn)行整合;也可以將涉及的基礎(chǔ)理論課程與臨床醫(yī)學(xué)知識進(jìn)行整合,打破醫(yī)學(xué)生知識體系傳統(tǒng)模式,為其建立結(jié)構(gòu)性完整的,應(yīng)用更為便利的知識體系,讓醫(yī)學(xué)生能夠?qū)⒏鏖T課程知識融會貫通,靈活應(yīng)用于臨床[6,7]。

    同樣的,虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)在創(chuàng)建時,也可考慮課程整合。將各門課程根據(jù)需要進(jìn)行整合,設(shè)計(jì)融入虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)中,且虛擬仿真系統(tǒng)也能讓醫(yī)學(xué)生盡早地接觸臨床。通過兩者的結(jié)合,培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。

    (四)虛擬仿真與課程思政

    全國高校思想政治工作會議上提出“使各類課程與思想政治理論課同向同行”[8],要求高等院校其他專業(yè)理論課程不斷地挖掘思想政治理論內(nèi)容,并融入專業(yè)課程教學(xué)中,提高大學(xué)生思想境界、職業(yè)素養(yǎng)等。因此,在進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)建過程中,也可以將課程思政的內(nèi)容融入該系統(tǒng),在醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的同時,增加對醫(yī)學(xué)生的思想政治教育,培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

    由于在校醫(yī)學(xué)生沒有接觸臨床,缺乏醫(yī)患溝通能力,無法真正體會遇到生命的重要性和脆弱性,因此是不利于醫(yī)學(xué)生以后的臨床工作的開展。實(shí)際上,高等醫(yī)學(xué)院校中,設(shè)置了“倫理學(xué)”和“醫(yī)病關(guān)系與溝通技巧”等課程,能夠讓醫(yī)學(xué)生在早期了解到上述的情況。因此,在建立虛擬仿真系統(tǒng)時,可以適當(dāng)增加“倫理學(xué)”“醫(yī)病關(guān)系與溝通技巧”內(nèi)容,讓醫(yī)學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的同時,進(jìn)一步了解實(shí)際生活中臨床工作環(huán)境。

    盡管,目前虛擬仿真系統(tǒng)在教學(xué)活動中仍存在不足,但不可否認(rèn),虛擬仿真教學(xué)能夠在醫(yī)學(xué)教學(xué)中,利用其顯著優(yōu)勢,充分發(fā)揮其在教學(xué)教育活動以及醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)中發(fā)揮積極作用,是推動高等醫(yī)學(xué)教育教改的進(jìn)程和發(fā)展必要手段之一。

    參考文獻(xiàn)

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