卓越工程師探討（3篇）范文

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第一篇：卓越土木工程師實踐教學優化的研究

摘要：卓越工程師計劃是我國高等教育改革的重要舉措，對高校應用型人才的培養起到十分重要的示范和引領作用，如何提高實踐教學環節在培養卓越土木工程師中的作用是高校普遍關心的問題。針對“卓越土木工程師”作為應用型人才的培養目標，目前高校在實踐教學環節的主要問題及基于BIM的卓越土木工程師實踐教學優化問題進行研究，為信息化技術與實踐教學的結合提供參考。

關鍵詞：卓越工程師；實踐教學；BIM；土木工程

“卓越工程師教育培養計劃”是我國的一項長遠教育計劃，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，對促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量，具有十分重要的示范和引導作用。

一、明確“卓越土木工程師”

作為應用型人才的培養目標近年來，建設行業人才市場對土木工程專業畢業生的需求發生了許多變化，除了需要大量科技精英人才外，更急需大批基礎知識扎實、職業能力強、直接服務于工程一線、從事技術和管理的應用型工程人才。卓越土木工程師有以下幾方面特征。

1.扎實的基礎知識及某一專門化的方向技能。卓越土木工程師首先應具有大學層次的知識與智能水平，應該能夠扎實掌握本專業所必須的較系統的基礎知識理論、基礎技術理論以及專業知識，又具有從事某一專門化方向工作的知識和技術的綜合運用能力，在實踐技能方面有較突出的特點，既能體現全面的素質教育，又能與職業教育完美結合，體現出復合型人才的特點。

2.突出的實踐能力和操作技能。卓越土木工程師不僅善于發現項目現有和潛在的問題，而且具有較強的運用理論分析問題、解決實際問題的能力。應用型人才不以理論見長，而是要求有較強的實踐能力和操作技能，這是應用型人才區別于其他類型人才的非常重要的能力特征。

3.突出的職業適應性。卓越土木工程師應有準確的服務市場定位，能夠快速適應職業崗位。現代企業分工精細化，對能夠勝任工作的任務要求高，再加上培訓時間緊縮，需要大量能夠快速掌握崗位技能的技術應用型人才。鑒于此，對于土木工程實踐教學環節的革新探索迫在眉睫。

二、目前高校在實踐教學內容方面存在的問題

土木工程專業是一個理論與實踐緊密結合的專業，當前在應用型土木工程學生培養方案中理論學時近2500學時，實踐性教學環節近40周，即總學時中有近40%的時間是在進行實踐環節的學習，包括實習、課程設計、畢業設計等多個環節。但是從目前建筑企業對畢業生的反饋情況看，學生的工程實踐能力較差，解決工程實際問題的能力有限。目前實踐教學環節的主要問題如下。

1.課程設計缺乏整體性。縱觀土木工程專業培養方案，課程設計教學環節有房屋建筑學課程設計、混凝土結構課程設計、鋼結構課程設計、施工組織課程設計、預算課程設計等，各門課程設計均單獨命題，課程設計之間缺乏應有的連貫性，學生很難形成完整的知識體系。

2.學生人數多，難以保證實習場地。近年高校土木工程專業招生人數不斷增加，聯系實習場地是教學中的一個難題，其中絕大部分是學生自己聯系實習項目。基于實習現場的安全問題，許多建設單位不愿意接受實習生，因此能聯系到與原定教學計劃內容一致的工地更是難上加難。多數學生只是象征性的到工地看看圖紙，了解一下工程概況而已。

3.工程施工周期長，實習質量難以保證。土木工程具有分散、唯一、施工周期長等特點，而由于本科生的教學時數的限制，學生的認識實習一般為2周，生產實習、畢業實習一般為3—4周，相對于工程施工工期來說，時間較少。在短暫的現場實習期內，學生無法接觸一個項目從圖紙到成品的完整過程。

4.指導教師缺乏施工現場經驗。現在高校教師基本為博士畢業，很多青年教師都是直接從學生轉變為教師，不具備現場工作的實踐經驗，加上聯系實習項目的實際困難，導致很多學生可能直接對其他同學的實習報告稍作修改，或者從網上抄襲，人才培養質量難以得到保證。

三、BIM技術的引進

目前建筑行業正在經歷從2D-CAD到基于建筑信息模型BIM（BuildingInformationModeling）的三維數字模型技術應用的變革。所謂BIM，是指通過數字信息，提供其建筑、結構、施工、造價、采購信息、能耗等建筑信息庫，在計算機中可以模擬建立一座虛擬建筑的信息化技術。進入21世紀以來，這項技術的應用趨于廣泛，發達國家紛紛提出信息化建設戰略，在工程項目中大力推廣試點：美國的總務管理局、陸軍工程兵、國家科學建筑研究院分別就BIM技術發展路線圖、標準化工作出臺了相應政策；英國明確至2016年，所有政府建設文件均以信息化進行管理；日本、新加坡等國家也就BIM技術在項目中的試點應用制定了發展路線規劃。

四、基于BIM的卓越土木工程師實踐教學優化的研究

土木工程是一個龐大的系統工程，一個完整的工程項目包含設計、施工、造價、運行等方方面面。土木學科的實踐教學環節存在著很多問題，將BIM技術應用于實踐教學中將具有很強的實際意義，甚至可能取代現有的教學模式。

1.在課程設置中適時引入BIM知識，在建筑制圖等基礎課程中引進BIM建模，在混凝土結構設計、鋼結構、土木工程施工、施工組織設計與項目管理、工程造價等后續課程中不斷引入相關專業知識，加深和提高學生的軟件熟練程度。

2.BIM涵蓋工程整個生命周期的數據信息，能夠使不同階段的信息高度統一，因此可以根據土木工程培養方案，整合課程設計內容，從建筑設計開始，逐步深入進行結構設計、施工方案、工程造價的研究，使學生在各個課程設計階段不斷深化各個知識點的連接，形成整體的設計概念，為畢業設計打好接觸。

3.在BIM虛擬仿真技術下，結合認識實習、生產實習、畢業實習，進一步提高實習質量。目前土木工程專業人數多，考慮到安全問題，很多建筑項目不愿意接收實習生，而學校自己搭建實訓場地成本高，實訓內容有限，利用虛擬仿真技術體驗建筑生命周期，低成本、零消耗、零風險，解決建筑生命周期長，實習場地、時間有限的問題，通過BIM虛擬建造，模擬施工全過程，體驗建造、管理的各個環節。BIM技術與卓越土木工程師實踐教學緊密結合，也是貫徹國家教育部在《教育信息化十年發展規劃（2011—2020）》的精神，推動信息技術與高等教育深度融合，創新人才培養模式的體現。在建筑與土木工程領域培養具有創新能力，適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才，更好的整合實踐教學環節，使其在卓越工程師培養過程中發揮應有的、更大的作用。

參考文獻：

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[3]李楠,賈宏俊.基于BIM技術的土木工程專業實踐教學體系構建[J].科技創新導報,2015,(27):161-162.

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[5]克里斯托弗•帕韋爾科,阿蘭•D•切西.當今大學本科課程中BIM課程[J].建筑創作,2012,18(12):20-29.

作者：許偉；許峰；賈連光；郝微 單位：沈陽建筑大學

第二篇：制造工程師的數控編程研究

摘要：以吊鉤模型為例,利用CAXA制造工程師對其進行自動編程加工，主要包括三維實體造型、吊鉤模型粗加工軌跡生成、五軸參數線精加工軌跡生成及后置處理等過程。結果表明,利用CAXA制造工程師進行零件的實體造型和數控自動編程加工,可以加快編程速度,提高零件加工精度及效率。

關鍵詞：CAXA制造工程師；數控；自動編程

1引言

數控自動編程是指利用計算機專用軟件來編制數控加工程序，編程人員只需根據零件圖樣的要求，使用數控語言，由計算機自動地進行數值計算及后置處理，編寫零件加工程序。對輪廓形狀構成比較復雜，尤其是空間復雜曲面的零件，數值計算相當繁瑣且容易出錯，很難校對，往往都采用自動編程。CAXA 制造工程師具有實體曲面造型、模具設計、2～5軸數控銑削編程加工和豐富的數據接口等功能。因此，在目前國產的CAD/CAM軟件中，CAXA制造工程師應用的比較廣泛。

2基于CAXA制造工程師自動編程的步驟

采用CAXA制造工程師進行自動編程，其步驟主要包括[1]：（1）根據零件圖，對工件進行實體造型；（2）數控加工方案設計；（3）根據零件加工要求,進行工藝分析,選擇加工方法和加工參數;（4）軌跡生成和仿真加工；（5）后置處理生成G代碼。

3典型零件

CAXA制造工程師的自動編程下面以吊鉤模型為例闡述基于CAXA制造工程師數控自動編程的過程[2]：3.1吊鉤模型實體造型CAXA制造工程師進行數控加工和仿真之前，必須要有實體造型，可以利用CAXA制造工程師網格曲面造型以及閉合曲面填充等繪制出吊鉤的三維模型。

3.2吊鉤模型的工藝分析

零件三維建模后，在加工前要結合毛坯進行工藝分析，制定加工方法。由于該模型零件存在曲面造型，而且需要去除大量材料，所以選擇使用等高線粗加工方法生成粗加工軌跡，出去大部分余量。然后使用五軸參數精加工方法生成吊鉤主曲面加工軌跡[3]。

3.3吊鉤模型粗加工軌跡生成

選擇等高線粗加工，設置加工參數，在計算毛坯時，選用全局毛坯。刀具選擇直徑為16的立銑刀，刀桿長為100，刃長為60，切削用量參數根據工藝分析結果設置，其余參數默認，單擊確定后，然后框選所有的曲面，單擊鼠標右鍵確認，經過計算后得到等高線粗加工軌跡如圖2所示。

3.4吊鉤的五軸參數線精加工軌跡生成

刀具直徑為20的球頭銑刀，刀桿長為120，刃長為60，切削用量參數根據工藝分析結果設置。單擊確定后，選擇加工曲面為主曲面，刀向向上，單擊吊鉤頂部為進刀點，加工方向為吊鉤縱向，選擇刀軸控制曲線為吊鉤輪廓線的等距線，距離為720，等距方向為Z方向。

3.5后置處理

點取“加工”—“后置處理”生成G代碼 [4]。選擇相應數控系統，將要生成的后置代碼文件名的擴展名.cut改為.txt，可便于使用記事本查看和修改最后生成的NC程序，最后生成代碼。

4結語

本文利用CAXA制造工程師，以吊鉤模型為例，對其進行三維實體造型、數控加工工藝分析、參數設定、刀具軌跡生成、程序后置處理等。事實證明，采用自動編程解決了手工編程耗時間，復雜零件難于加工或無法加工的問題，大大提高了數控編程的效率。

參考文獻：

[1]楊明珠.CAXA制造工程師在數控加工中的應用[J].機械工程師,2014(01):72-73.

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[4]紀紅兵.CAXA制造工程師在數控編程中的應用[J].數字技術與應用,2013(08):14.

作者：楊喆；金中波；龍飛林；陳澤鵬；李青橙；肖華 單位：黑龍江八一農墾大學工程學院

第三篇：卓越工程師軟件應用能力培養策略探討

摘要：以軟件應用型人才為培養目標，深入產業調查研究，明確了軟件產業對學生知識、能力及素質的要求與內涵，以工程教育CDIO理念為導引，優化卓越計劃頂層設計與整體布局，制定卓越工程師軟件應用能力培養方案：在課程學習領域，構建階梯平臺式課程體系結構，進行軟件課程系統融合，完善知識結構，實現知識與技能的融會貫通；在實踐領域，構建了分階段、分層次、漸次遞進的多環節多元化實踐課程體系，通過扎實有效校企聯合培養，打造以理論密切結合工程實踐為中心的多元化培養模式，切實提高學生軟件應用能力與實踐能力。

關鍵詞：CDIO；軟件應用能力；人才培養策略

0引言

當前，我國經濟發展進入了新常態，新技術、新產業蓬勃發展，高新技術植入傳統產業，急需大批應用型人才。據統計，2013～2016年軟件及信息技術服務業業務收入增長率保持在20％以上，位于各行業之首。高校必須迅速調整戰略，主動地融入區域經濟發展與產業結構升級，融入行業企業建設，提高適應與支撐能力。培養卓越工程師的軟件應用能力，是緊迫且勢在必行的重要任務。必須把培養思路轉到服務地方經濟發展上，產教融合、校企合作，培養應用型、技術技能型人才，增強學生就業創業能力。學校位于經濟發達的廣州，具有區域性、應用性顯著特征，生物醫學工程專業擁有行業背景與學科優勢，更易于與行業企業直接對接，應加大卓越計劃改革力度，主動對接區域經濟社會發展，培養行業急需的高素質應用型人才。

1培養目標

CDIO是2001年由全球4所知名工程大學合作開發的一種新型工程教育模型，分別表示構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）與運作（Operate），以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO不僅繼承與發展了歐美20多年來工程教育改革理念，更是系統地提出了具有可操作性的能力培養標準。截至2017年，已有近百所世界著名大學加入了CDIO組織，取得了良好效果。CDIO培養大綱將軟件工程畢業生能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力、工程系統能力4個層面。卓越計劃軟件應用能力具體定義為：掌握軟件開發技術，懂得如何實施一個軟件項目并對之進行管理。學生培養目標重新定位為：以社會需求為導向，把工程化教學、職業素質、應用能力培養作為人才培養核心任務；在新培養體系下，不但要求學生學習軟件專業基本知識與方法，還要在遵循IT業界標準基礎上，培養項目管理、工程實施、應用能力與團隊合作精神，提高就業競爭力。CDIO模式下軟件核心能力分解為項目構思階段軟件基礎能力、項目設計階段軟件工程軟件管理能力、項目實現階段軟件系統與應用能力、項目運行階段軟件工具能力，如圖1所示。

2課程體系

在充分調研國內外大學并廣泛聽取行業、企業意見后，學校調整了軟件課程體系與內容，與行業接軌，進行課程內容篩選與次序調整，突出培養學生工程實踐能力，強調應用，注重基礎知識、技術知識與人文社會科學知識相結合，著力增加新型技術如移動應用開發、網絡開發、智能計算等內容，取消適用性不強與內容重復課程，加大工程實踐比重，使理論課程與實踐課程比例相協調，突出實踐訓練與能力培養。同時，將責任意識與工程道德理念培養滲透到各門專業課程教學過程中。以能力訓練課程內容與教學人才培養體系，形成融合“構思－設計－實施－運行”思想的立體化實踐課程體系。軟件專業課程設置3大平臺：專業基礎平臺由數學物理基礎、程序設計基礎、數據結構、計算機組成原理、計算機網絡等基礎課程組成；專業課程體系主要是專業核心課程，有高級語言程序設計、網絡程序開發、軟件測試、算法設計與分析、圖像處理、軟件項目管理、移動應用開發、智能技術等，根據技術發展情況，涵蓋軟件硬件開發工具、計算機及網絡新技術、團隊合作及溝通技巧等擴展內容；綜合實踐平臺由實驗實踐、課程設計、畢業實習、實訓實習、畢業設計、學科競賽與創新培訓等組成。各門課程實驗分為課內實驗與課外作業實驗，在難度上以基礎、綜合與設計3個層次實施實驗教學。

3教學改革

3．1課程融合設計思路：能力培養，行動導向，工作任務長期以來課程方案結構特點是：每門課程代表了一個學科分支，強調內容完整性、知識系統性，理論性強，但與實踐較為分離。直接后果就是，學生在校學習興趣不高，畢業后無法勝任崗位工作，還需要繼續參加培訓。學校從能力培養出發，結合就業崗位來安排教學內容，對傳統學科體系下課程方案進行大幅調整，超越傳統教學理念，加強與企業合作，建立“校企合作”機制。以學校醫工學院卓越計劃為例，實行“3＋1”模式：學生在前3年完成專業知識學習與基本能力訓練，后1年參加大量實踐課程，并進入技術企業進行實習。新課程方案是對學科體系下課程方案的解構，按照工作過程為導向的行動體系下的重構，包括學科體系理論知識與實踐技能知識，并且創新性地納入了與工作過程相關具體經驗知識與其所承載的價值觀。幾年實踐顯示，這種產學研相結合模式在卓越工程師培養中初見成效，幫助學生對于所學知識進行融會貫通，提高了軟件綜合運用能力。

3．2課程融合基礎：階梯平臺，“教－學－做”遞進針對專業培養目標，依據面向領域的課程體系反向推導流程，建立了以“能力為本位”的模塊化理論教學體系。在課程設置上，搭建3個實現能力培養目標的課程方案階梯平臺：知識基礎平臺、綜合能力與素質平臺、創新應用平臺。第1～4學期開設基礎知識與技術平臺課程，以軟件專業基礎課程為主，同時適當培養綜合素質與應用能力；第5～6學期課程以綜合能力與素質培養為中心，第7～8學期采用大量校內實訓與校外實習，培養學生從業能力與應用能力。教學過程按照學生的認知規律與職業能力形成規律，采用“教－學－做”遞進式提升模式。在知識結構上，由淺入深、由概括到深化、由簡單到繁雜；在能力培養上，由基本能力提高到綜合能力，發展到應用能力。課程內容上，豐富內涵，拓展外延。在內涵上，刪減過時內容，增加新的流行技術及工具框架。在外延上，建設軟件實驗室，為教學、實驗、項目開發提供綜合性應用環境。增大實驗比例，基礎知識與技術平臺類課程實驗學時比例不少于40％，綜合能力與素質平臺類課程實驗學時比例不少于60％，軟件從業能力與應用能力平臺類課程實驗學時比例不少于80％。實驗教學中，鼓勵安排學生先獨立思考，自行設計并開展實驗，再根據學生實際情況重點提示關鍵點、易錯點，幫助學生發現設計與操作中的問題，讓他們去反思、重構、完善后對實驗進行總結。既通過壓力推動學生去探索去嘗試，又增加了師生之間有效互動，鍛煉了學生實戰技能，提高了教師組織能力，達到了課程教學目標。

3．3課程融合精髓：知識糅合，技能綜合，融會貫通過去專業課教學中，學生學習一門課，知其然而不知其所以然。后繼課程中，很多學生對前面課程幾乎都忘記了，更不用說靈活應用。因此，學校不僅在同一門課程中把理論與實踐相結合，而且在不同課程中對于內容加以有機融合，思想引導方法，方法指導實踐，實踐練就技能，真正地讓知識轉化為技能。經過2年探索，學校目前進行了下列課程的融合講授。（1）把具體程序語言（C＼C＋＋．NET＼JAVA）與數據結構、算法設計相融合。以程序設計為中心，數據結構是基礎，算法是提高。例如，講到C語言基本數據類型與構造類型時，聯系數據結構多種數據類型；講查找與排序時，介紹一些經典且效率高的算法；講遞歸函數調用時，講解數據結構遞歸調用時棧的變化過程。學生在掌握了語言工具后，借助指導方法，就可以編出有一定技術含量的代碼。（2）把具體語言與數據庫融合。例如，講解文件操作時，將C語言中用到的文件與數據庫中數據文件作比較，再聯系結構體成員與數據庫中字段、記錄。（3）把具體語言與網絡課程融合。例如，使用C語言可以開發C／S結構客戶端與服務器端程序，使用JSP開發B／S結構客戶端與服務器端程序，使用HTML開發前端界面等。（4）把數據結構、算法設計與操作系統融合。例如，講解變量運用時，結合操作系統內存結構講解內存存儲模式。講解線性動態存儲時，結合操作系統內存中堆與棧使用的知識。講解時樹形結構時，結合操作系統文件目錄組織與文件處理。（5）把數據結構與數據庫融合。例如，講解樹形結構時，結合數據庫文件組織與存儲結構。講解關系時，將常見3種記錄組織方式（堆文件、順序文件及散列文件）與相應數據結構聯系起來，再將幾種數據庫檢索方式（順序查找、二分查找、B－樹查找等）與數據結構中查找算法聯系起來。（6）把軟件工程與面向對象程序設計相融合。軟件開發中基礎與重要環節是編碼，但完成一個軟件不僅僅是寫代碼，更是一個運用模型與模式方法的綜合開發過程與工作流程，與程序語言、算法設計等課程關聯，讓學生既學習了軟件工程理論，又運用了編程技術，掌握實際項目開發管理過程。

4實踐模式

4．1建立多元化實踐教學體系

根據市場對IT人才軟件能力需求及定向培養目標，構建了分階段、分層次、漸次遞進的多環節多元化實踐課程體系。前3年各門課程建立課內實驗與課外作業實驗2個部分組成的實踐教學體系，實驗之間存在一定關聯性與遞增性，保證了學生理論與實踐有機結合，使學生實踐技能腳踏實地、逐步提高。第4年根據專業特色設計了以校企合作為主體的實訓體系，實施了“校內實訓＋校外企業實習”的專業綜合實訓方案，含基礎實訓、技能實訓、項目實訓、企業實習與畢業實習。多元化實踐教學體系如圖3所示。在項目實訓中，教師提供若干個項目供學生選擇。學生組隊完成項目。這個過程充滿了辛苦摸索，但能夠得到迅速提升：學生們互相熟悉對方，根據個人分析能力、代碼能力、溝通能力、文檔能力進行分工，獨立搭建軟件環境，選擇軟件框架，進行代碼編寫與測試，系統部署與調試等。在實訓周期內，實驗室每天16h開放，學生有充足時間投入到實驗中。在作品交流階段，每個小組需要報告進度、展示產品，解答聽眾置疑，展開討論辯論，不但使學生迅速交流了思想，鍛煉了溝通表達能力，也有助于教師觀察學生盲點，有的放矢地指導，同時發現學生創新點。教師除了擔任評分者角色外，更重要的是扮演客戶，不時地提出需求變更或指出項目不足，制造一些“麻煩”，讓學生體驗軟件開發實際難度。這種以學生為主體的項目實踐教學模式，可以有效地推動學生去探索去創造，進而提高學習效能，并建立優良工程師價值觀。

4．2實施IBT（IndustryBasedTrainingorTeaching）工學交替培養

校企合作過程中，學校基于產業需求定制培養IBT，通過課程與學分替代等方式開設企業定制課程，運用企業定制人才培養，形成了校企共同培育應用型人才的良好機制。學生通過實踐課程提升技能，根據能力與興趣選擇參加校企合作項目實訓、外派實踐，企業實踐實習時間則根據企業需求與學校安排而定。由客戶代表、用人企業與學院三方建立一整套評價機制，保證學生在實訓基地的培訓效率與學習熱情。學校通過與技術企業合作，建立了信息技術廣州市重點實驗室、醫學信息廣東省重點實驗室等，為學生提供模擬仿真實踐環境。目前與華南資訊技術公司、新開元技術公司、金蝶醫療軟件公司等省內知名技術企業合作，建立了9個校外實訓基地。學生通過實踐基地的學習，初步接觸企業技術崗位模擬環境，為企業實習與上崗開發打下基礎。企業承接的實踐教學包括：輔助教學、課程實訓、畢業設計指導、崗位實習、就業實習與學生崗位就業等。部分專職教師參與企業項目開發。通過這樣的合作，初步形成了集教學研發生產一體化、互利共贏合作關系，使得實踐教學有了質的飛躍，學生和教師都受益匪淺。近3年來，進入企業實習學生達600多人次。學生普遍感到在技術能力、社會能力等多方面得到很大提高，學生的總體表現也得到了多家實習單位與用人單位的肯定。

5結語

本項目在卓越計劃指引下，以軟件應用型人才為培養目標，以工程教育CDIO理念為導引，以學生為中心，成果導向教育加強卓越計劃頂層設計與整體布局，在人才培養方案、課程體系、環境建設、教學手段等方面，融入卓越工程師應用能力思想，制定卓越工程師的軟件應用能力培養方案與模式：一方面在學習領域進行軟件課程系統融合，形成新課程體系與培養模式，完善學生知識結構；另一方面在實踐領域通過扎實有效校企聯合培養，強化實踐環節，打造以理論密切結合工程實踐為中心的多元化培養模式，切實提高學生軟件應用能力與實踐能力，以期更好地為區域經濟建設和行業企業發展服務。

參考文獻：

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作者：楊誼；喻德曠 單位：南方醫科大學