中圖分類號:G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-9094(2025)07-0049-07
科技館、博物館、科普教育基地等科普場所作為科學(xué)教育的第二課堂,在培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中具有重要的作用與價值。2021年6月,國務(wù)院印發(fā)《全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要(2021一2035年)》,明確提出:“建立校內(nèi)外科學(xué)教育資源有效銜接機(jī)制。\"科學(xué)教育研究者需要充分利用校內(nèi)與校外科學(xué)教育資源,尤其要充分挖掘校外科普資源,廣泛開展各類學(xué)習(xí)實踐活動。2023年5月,教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》,提出:“統(tǒng)籌動員高校、科研院所、科技館、博物館等單位,向?qū)W生開放所屬的場館、基地、營地、園區(qū)、生產(chǎn)線等陣地、平臺、載體和資源。\"強(qiáng)調(diào)科技館、博物館等科普場所在科學(xué)實踐中具有重要作用,為科學(xué)實踐提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
科普資源具有總量大、種類繁多、形式多樣等特點,能夠有效激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。同時,有利于學(xué)習(xí)者深化對科學(xué)知識的理解、運(yùn)用科學(xué)方法開展探究實踐活動、發(fā)展科學(xué)思維能力及培養(yǎng)科學(xué)精神等。但是,我國公共科普資源在融入科學(xué)教育的過程中存在“融什么”“如何融”等問題,急需找到有效的解決方案。因此,如何在科學(xué)教育中有效融入公共科普資源,成為亟待研究的重要話題
一、公共科普資源內(nèi)涵界定
當(dāng)前,學(xué)術(shù)界對科普資源并沒有形成完全統(tǒng)一的認(rèn)識,但多數(shù)研究者認(rèn)為科普資源是一種社會資源,其不同于我們?nèi)粘KJ(rèn)識的自然資源??破召Y源有廣義和狹義之分。從廣義視角來看,科普資源指科普社會實踐和科普事業(yè)發(fā)展中所有要素的總和[3,包括有形的人力、財力、物力、科普內(nèi)容及信息與無形的政策、組織及技術(shù)等,這些資源對科普事業(yè)發(fā)展、繁榮有著直接或間接影響。從狹義視角來看,科普資源指科普社會實踐和科普活動中需要的要素和組合資源,主要包括科普項目或活動中所涉及的產(chǎn)品、活動、載體、信息等[4。
公共科普資源指由國家機(jī)構(gòu)、社會組織及政府部門等主體所提供的有效支撐各年齡段公眾參與科普社會實踐及各類科普活動的要素和組合資源,其核心目的在于提升全民科學(xué)素養(yǎng)。公共科普資源主要包含科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所提供的產(chǎn)品、活動、載體、信息等,這些構(gòu)成公共科普資源體系的核心組成部分。公共科普資源的受眾群體具有多元化的特點,廣泛涵蓋了K-12教育體系內(nèi)的學(xué)生、高等學(xué)府的大學(xué)生、各行各業(yè)中的成年人等不同社會角色與不同年齡層次人群。公共科普資源具有社會性的本質(zhì)屬性,超越了傳統(tǒng)學(xué)??茖W(xué)課程資源的范疇,致力于滿足全民科普教育的廣泛需求,體現(xiàn)了科普教育的普及性與包容性。本文的公共科普資源面向的對象為K-12學(xué)生群體。
二、公共科普資源的科學(xué)教育價值
科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所提供的產(chǎn)品、活動、載體、信息等,不僅豐富了科普資源的形式與種類,也有效挖掘了科普資源的功能,在學(xué)習(xí)者科學(xué)觀念、科學(xué)思維等核心素養(yǎng)發(fā)展及科學(xué)家精神培育過程中發(fā)揮著積極的作用。
(一)塑造科學(xué)觀念
周光召院士指出,“科學(xué)教育不應(yīng)該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實,而是應(yīng)當(dāng)慎重選擇一些重要的科學(xué)觀念,用恰當(dāng)、生動的方法,幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解\"5。科學(xué)觀念是從科學(xué)視角對世界形成的總體認(rèn)識,是理解和解釋自然世界的基石,是世界觀的重要組成,反映了對世界本質(zhì)和規(guī)律的深刻洞察。理想的科學(xué)課程內(nèi)容應(yīng)兼顧一致性和順序性,呈現(xiàn)“上三角形”( ▼ 分布模式,即部分內(nèi)容隨年齡增加而逐步深化(一致性),部分內(nèi)容根據(jù)難度隨年齡認(rèn)知特點出現(xiàn)(順序性)。學(xué)校教育難以讓低齡段學(xué)生形成對科學(xué)的整體認(rèn)識,而借助公共科普資源可以將抽象、復(fù)雜的科學(xué)理論以學(xué)生能夠接受的方式呈現(xiàn),便于學(xué)生從多個方面形成對科學(xué)的總體認(rèn)識,塑造學(xué)生的科學(xué)觀念。
(二)發(fā)展高階思維
《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》將科學(xué)思維作為核心素養(yǎng)的核心要素,凸顯思維的重要性??茖W(xué)思維是具有意識的人腦對科學(xué)事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的間接、概括和能動的反映[7,主要包括模型建構(gòu)、推理論證和創(chuàng)新思維三個要素。這三個要素均為科學(xué)高階思維的核心要素,是我國科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。高階思維包括多種認(rèn)知、非認(rèn)知成分,是這些成分協(xié)同作用的復(fù)雜思維過程,其復(fù)雜性使得科學(xué)教育中高階思維教學(xué)還處于起步和探索階段。相較于校內(nèi)課程資源,公共科普資源具有多種形式,如豐富的標(biāo)本、模型等展藏品及3D模型、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實等信息化產(chǎn)品,能夠滿足學(xué)生高階思維發(fā)展所需,通過開展多樣的線上線下實踐活動,并充分借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)資源豐富的教學(xué)環(huán)境,為學(xué)生高階思維的發(fā)展創(chuàng)造合適的條件。
(三)提升科學(xué)與工程實踐能力
實踐既涵蓋科學(xué)家在探究自然規(guī)律和構(gòu)建世界模型時所進(jìn)行的科學(xué)實踐,還包括工程師在設(shè)計與構(gòu)建系統(tǒng)中所進(jìn)行的一套關(guān)鍵的工程實踐。我國2022年版義務(wù)教育課程方案重視實踐的育人作用,將其納入各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中,并嘗試用 10% 的課時開展跨學(xué)科實踐。然而,學(xué)校教育面臨實踐內(nèi)容(尤其是工程實踐)的設(shè)計缺乏系統(tǒng)性和整體性,數(shù)量偏少等問題,并存在教學(xué)時間緊張、實踐時間不足、跨學(xué)科難度大等難題,導(dǎo)致學(xué)校教育中的科學(xué)與工程實踐活動不足。科普場所能夠提供豐富的公共科普產(chǎn)品、活動等資源,利于開展項目化學(xué)習(xí)、STEM學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)活動,讓學(xué)習(xí)者圍繞真實問題開展探究與實踐活動,形成相關(guān)的實踐物化產(chǎn)品,提升學(xué)習(xí)者的科學(xué)與工程實踐能力。
(四)培育科學(xué)精神
近年來,科學(xué)精神逐漸受到科學(xué)教育的重視,并被確定為科學(xué)教育的重要目標(biāo)??茖W(xué)精神的本質(zhì)是探索事物的本質(zhì)規(guī)律、追求知識的確定性以及渴望絕對真理,指學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、運(yùn)用科學(xué)知識和技能等方面所形成的價值標(biāo)準(zhǔn)和行為表現(xiàn),主要體現(xiàn)在探索未知、追求真理、精益求精等科學(xué)態(tài)度與愛國情懷、民族自豪、敢于擔(dān)當(dāng)?shù)壬鐣?zé)任[0。目前,科學(xué)課程主要通過引入科學(xué)史素材、科學(xué)家故事、古代科技成就及科技前沿成果等內(nèi)容來隱性地進(jìn)行科學(xué)精神培養(yǎng),但融入方式較單一,可利用的資源不足,難以有效且全面地開展科學(xué)精神培養(yǎng)。公共科普資源緊跟科技發(fā)展,能夠激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的好奇心、求知欲和探求欲,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣;能夠讓學(xué)生體驗科學(xué)家與工程師的角色,開展科學(xué)探索與工程實踐,將科學(xué)家或工程師追求真理、精益求精等科學(xué)態(tài)度銘記于心并轉(zhuǎn)化為實際行動。
三、國內(nèi)外公共科普資源類型
基于狹義的科普資源概念,結(jié)合已有研究,將公共科普資源分為科普信息資源、科普產(chǎn)品資源、科普活動資源、數(shù)字化科普資源四類。其中,科普信息資源指以文本、圖片、聲音、視頻及其復(fù)合形式呈現(xiàn)的科學(xué)與技術(shù)知識或信息;科普產(chǎn)品資源指以實物、標(biāo)本、模型等形式呈現(xiàn)的科普產(chǎn)品;科普活動資源指以講座、游戲、實踐等活動形式呈現(xiàn)的科普學(xué)習(xí)活動;數(shù)字化科普資源指以信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)等為基礎(chǔ)的電子科普資源。
(一)科普信息資源
目前,國內(nèi)外科普信息資源主要有科普圖書、科普報刊和科普影視三種(見表1),這些資源通過文字、圖片、視頻、漫畫、故事等形式將科學(xué)知識直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生??茖W(xué)教育工作者根據(jù)不同年齡段學(xué)生的認(rèn)知特點及發(fā)展需求,設(shè)計相應(yīng)的資源呈現(xiàn)形式。以科普圖書為例,針對幼兒和小學(xué)低學(xué)段學(xué)生,通過科普漫畫、繪本故事、圖片、互動游戲等直觀、有趣的形式呈現(xiàn)豐富的科普內(nèi)容,在激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣的同時,拓展他們的科學(xué)知識。例如,《神奇校車》以科普漫畫和故事結(jié)合的形式,讓學(xué)生在閱讀中搭乘充滿魔力的“神奇校車”,上天入地、上山下海,探討各種科學(xué)問題。針對小學(xué)高學(xué)段和初中階段學(xué)生,文字科普內(nèi)容逐漸增加,采用圖文并茂的呈現(xiàn)形式,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行具有一定抽象性的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣,并傳遞較為系統(tǒng)的科學(xué)知識、科學(xué)方法等,引發(fā)學(xué)生思考,發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維。例如,《萬物簡史》以科學(xué)家及科學(xué)大事件為主線,采用通俗易懂的方式,幫助學(xué)生了解大千世界的無窮奧秘,掌握萬事萬物的發(fā)展脈絡(luò)。針對高中階段學(xué)生,科普內(nèi)容主要以文字呈現(xiàn)為主,并以相關(guān)圖片輔助抽象內(nèi)容的理解,便于學(xué)生形成系統(tǒng)的科學(xué)知識、科學(xué)方法,并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維等。例如,《自私的基因》以獨(dú)特的視角將學(xué)生帶到全新的生物學(xué)領(lǐng)域- 一基因前沿研究。
(二)科普產(chǎn)品資源
科普產(chǎn)品資源主要有實物、標(biāo)本、模型和作品四種形式(見表2)。各種科普場所均有模型和作品這兩種形式的科普產(chǎn)品資源,各種生物標(biāo)本在博物館出現(xiàn)頻次較高,各種實驗與展覽實物在科技館出現(xiàn)頻次較高??破照蛊啡狈`活性,且其面向?qū)ο蟛痪哂嗅槍π?,覆蓋從幼兒到成人多個年齡段的人群。雖科普展品具有一定的互動性,但如果缺乏科技人員引導(dǎo),其科學(xué)教育價值難以得到有效發(fā)揮,尤其針對低齡學(xué)生,往往只能引起他們短時的興趣,難以激發(fā)他們持久的探究欲望??萍冀處熆梢愿鶕?jù)課程內(nèi)容、目標(biāo)需要和學(xué)習(xí)者認(rèn)知水平,有選擇性地利用相關(guān)資源,為不同年齡段學(xué)生提供合適的科普產(chǎn)品資源,有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。例如,學(xué)生在觀察不同食性恐龍的模型與化石展品時,多數(shù)僅對相關(guān)模型與化石表現(xiàn)出好奇與驚嘆,不會進(jìn)入推理等思維過程;而在科技教師的引導(dǎo)下,學(xué)生能夠嘗試分析恐龍的食物鏈與食物網(wǎng),發(fā)展推理與論證能力。
(三)科普活動資源
科普活動資源主要包括接受類活動、技能類活動、探究實踐類活動三種(見表3)。其中,接受類活動指學(xué)習(xí)者以被動接受的方式開展學(xué)習(xí),其常見的形式有科普講座、科普閱讀兩種。接受類活動中,學(xué)生在科普專家或教師的引領(lǐng)下,被動接受科學(xué)知識與科學(xué)方法等。這對學(xué)生知識面的拓展與豐富具有較好的效果,但難以調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性,故需結(jié)合相應(yīng)的體驗與互動等方式,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時,引導(dǎo)其深入思考。例如,上海自然博物館設(shè)計了“綠螺講堂”活動,邀請研究專家以科普講座的方式拓展學(xué)生的科學(xué)知識。技能類活動指學(xué)習(xí)者通過觀察、測量、觸摸、制作等活動方式開展學(xué)習(xí),其常見的形式有觀察、測量、制作、體驗和種植養(yǎng)殖五種。在技能類活動中,科普專家或教師帶領(lǐng)學(xué)生看一看、測一測、摸一摸、做一做,學(xué)生在體驗過程中經(jīng)歷比較、分類、歸納、分析、綜合、概括、推理等思維過程,不僅能豐富科學(xué)知識,還可培養(yǎng)動手實踐能力,進(jìn)一步發(fā)展科學(xué)思維。例如,國家自然博物館設(shè)計了“自然觀察員”活動,讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、探索、觀察、研究自然元素,接觸自然、親近自然、探索自然。探究實踐類活動指學(xué)習(xí)者為解決真實問題而開展系統(tǒng)的科學(xué)探究、科學(xué)與工程實踐過程的活動,其常見的形式有科學(xué)探究、科學(xué)實踐、工程實踐三種。學(xué)生以科學(xué)家或工程師的角色出現(xiàn)在探究實踐類活動中,圍繞某一個真實或現(xiàn)實問題,運(yùn)用多種知識與技能開展探究、調(diào)查與實踐活動,最終完成相關(guān)作品、調(diào)查報告等物化成果,在此過程中多維度發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。例如,美國猶他州自然歷史博物館開展豐富的探索活動,讓不同年齡的學(xué)生深入了解多樣化問題,開展相關(guān)的科學(xué)探究與實踐,最終完成解決方案的制定。
(四)數(shù)字化科普資源
數(shù)字化科普資源主要包括科普平臺、科普社交媒體、數(shù)字化科普信息、虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實資源等多種類型(見表4)。這些資源依托數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺,將科普信息、科普產(chǎn)品、科普活動與課程等內(nèi)容轉(zhuǎn)化為數(shù)字化形式,通過線上與線下相結(jié)合的方式,加快科普資源的傳播。數(shù)字化科普資源打破了傳統(tǒng)科普方式的局限,便于公眾及時獲取科學(xué)知識,成為科學(xué)普及的重要資源。據(jù)科技部發(fā)布的2023年度全國科普統(tǒng)計數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)化科普成為科普傳播中具有廣泛影響力的重要陣地[。其中,科普平臺由政府、科研機(jī)構(gòu)、教育平臺或科學(xué)傳播組織運(yùn)營,收錄文章、視頻、活動、課程等多種形式的科普學(xué)習(xí)資源,向公眾傳遞科學(xué)知識與科學(xué)方法,包括科普網(wǎng)站、科普App與科普小程序三種平臺??破丈缃幻襟w包括微博、B站、抖音等社交平臺??破詹┲骱蛯<业冉柚@些平臺分享科普視頻,開展科普互動與討論等,分享有趣的、最新的科學(xué)研究、技術(shù)應(yīng)用及科學(xué)趣聞等,旨在吸引公眾關(guān)注科學(xué),了解與學(xué)習(xí)科學(xué)。數(shù)字化科普信息是將科普信息資源、科普產(chǎn)品資源進(jìn)行數(shù)字化處理后產(chǎn)生的信息,公眾可隨時隨地觀看、閱讀,了解相關(guān)的科普知識與方法,增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)。虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實資源利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù),創(chuàng)造一個虛擬環(huán)境,設(shè)計沉浸式、可視化、動態(tài)交互的驅(qū)動任務(wù),讓學(xué)生身臨其境地參與科學(xué)探究與實踐,多維度發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。
四、公共科普資源融入科學(xué)教育的路徑
公共科普資源作為一種社會資源,主要分布在科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所中。公共科普資源類型多樣,既發(fā)揮著科學(xué)普及的功能,又扮演著創(chuàng)新人才專門化培養(yǎng)的角色。公共科普資源融入科學(xué)教育的范圍較廣,途徑較多。因此,科技輔導(dǎo)員、科學(xué)教師等面臨難以把握“如何融”的問題?;诠部破召Y源的相關(guān)特點,本文認(rèn)為公共科普資源融人科學(xué)教育的路徑有以下三條:場館教育、學(xué)校教育和館校合作。
(一)以場館教育為抓手
場館教育即在科技館、博物館、科普教育基地等專門科普場所開展的教育活動,其作為一種重要的教育形式,與學(xué)校教育具有較大的差異,并能夠?qū)W(xué)校教育進(jìn)行補(bǔ)充。場館中有豐富的公共科普資源,這些資源蘊(yùn)含著巨大的科學(xué)教育價值,故場館教育是公共科普資源融入科學(xué)教育的主要途徑。隨著場館教育的不斷發(fā)展,越來越多的幼兒、青少年走進(jìn)科普場館,感受與體驗公共科普資源;場館配備相應(yīng)的教育工作者,借助公共科普資源開發(fā)相關(guān)的科普體驗活動及科普課程,開展豐富的科普教育活動,提升學(xué)習(xí)者的科學(xué)素養(yǎng)。以場館教育為抓手主要體現(xiàn)在如下三個方面:一是打造品牌化的科普教育活動。結(jié)合科普場館中的資源、科普場館定位及地域特色等,打造具有地域特點與場館優(yōu)勢的科普教育活動,以此作為品牌,吸引更多學(xué)習(xí)者參與場館教育。二是構(gòu)建系統(tǒng)化場館教育工作者體系。場館教育工作者在場館資源利用與開發(fā)方面有著至關(guān)重要的地位,能夠最大化地發(fā)揮公共科普資源的教育功能。三是發(fā)展數(shù)字化場館資源。數(shù)字化科普資源已經(jīng)成為并將持續(xù)成為科普傳播中具有廣泛影響力的重要資源,充分利用數(shù)字化平臺、媒體等,能夠有效地將場館中的科普資源傳播給學(xué)生,提升其科學(xué)素養(yǎng)。
(二)以學(xué)校教育為依托
學(xué)校教育作為科學(xué)教育的主戰(zhàn)場,在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)中發(fā)揮著無可替代的作用。學(xué)校教育具有學(xué)生數(shù)量多、學(xué)生學(xué)習(xí)時間持續(xù)等優(yōu)勢,可作為公共科普資源融入科學(xué)教育的重要途徑。將公共科普資源融入學(xué)校科學(xué)教育,不僅能夠破除學(xué)校課程資源匱乏的困境,而且可以轉(zhuǎn)變與豐富學(xué)校科學(xué)教育的內(nèi)容及形式,提高科學(xué)教育質(zhì)量,培養(yǎng)具有批判性思維和創(chuàng)新能力的青少年。以學(xué)校教育為依托主要體現(xiàn)在如下三個方面:一是科學(xué)教學(xué)中有機(jī)融入公共科普資源??茖W(xué)教師有意識地將優(yōu)質(zhì)公共科普資源融入科學(xué)教學(xué)中,不僅豐富科學(xué)教學(xué)資源,而且有助于激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)動機(jī),拓展其思維,促進(jìn)其自主建構(gòu)知識。二是建立學(xué)??破照桂^。學(xué)校借助樓道、連廊等公共場所或?qū)iT空間,將常見的科普展品資源進(jìn)行展示,供學(xué)生體驗與學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。三是開展科普探索周/月。學(xué)校集中利用一段時間開展系列科普活動,充分利用公共科普資源開展科學(xué)教育,組織學(xué)習(xí)者開展科普探究與實踐,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的問題解決能力、創(chuàng)新能力等。
(三)以館校合作為未來導(dǎo)向
館校合作將科普場館與學(xué)校共同編入一個科學(xué)的系統(tǒng)協(xié)作網(wǎng)絡(luò),利用教育活動空間的擴(kuò)大、課程資源的豐富以及教育內(nèi)涵的不斷充盈,促進(jìn)人的全面發(fā)展[12]。館校合作能夠充分運(yùn)用公共科普資源的相關(guān)優(yōu)勢,拓展學(xué)??茖W(xué)教育,為科學(xué)教育發(fā)展帶來無窮的潛力,正在并將持續(xù)成為科學(xué)教育的未來發(fā)展方向。以館校合作為未來導(dǎo)向主要體現(xiàn)在如下三個方面:一是搭建館校合作共育平臺。政府、學(xué)校和相關(guān)機(jī)構(gòu)搭建館校合作平臺,支持中小學(xué)與高校、科研院所、科普場館等建立多方聯(lián)系,充分運(yùn)用這些機(jī)構(gòu)所擁有的資源,進(jìn)行全方位育人工作。二是積極探索館校合作模式。地區(qū)、學(xué)校根據(jù)自身條件,探索多樣化館校合作模式(如博物館主導(dǎo)模式、大學(xué)主導(dǎo)模式、中學(xué)主導(dǎo)模式、國家課程導(dǎo)向模式和第三中介者模式[13]),激活館校合作的生命力,充分借助每一種模式的優(yōu)勢,推進(jìn)科普育人。三是豐富館校合作的類型。地區(qū)、學(xué)校與科普場館開展多種形式的合作,如參觀訪問、校外服務(wù)、主題活動、研學(xué)活動、科研合作、教師專業(yè)發(fā)展等,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教師的教學(xué)能力,全面發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
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責(zé)任編輯:楊孝如