利用大數(shù)據(jù)與云技術(shù)優(yōu)化初高中化學(xué)銜接課程的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑

【摘要】文章探討了利用大數(shù)據(jù)與云技術(shù)優(yōu)化初高中化學(xué)銜接課程的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的可能性。通過(guò)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析、靈活的學(xué)習(xí)資源以及互動(dòng)反饋機(jī)制，教育工作者能夠?yàn)槊课粚W(xué)生量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃，滿足其個(gè)性化需求。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；云技術(shù)；初高中；化學(xué)銜接課程；個(gè)性化學(xué)習(xí)

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，大數(shù)據(jù)與云技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入。尤其在初高中化學(xué)銜接課程中，這些技術(shù)的引入為個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的構(gòu)建提供了新機(jī)遇。個(gè)性化學(xué)習(xí)不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)。然而，當(dāng)前的教育環(huán)境中仍存在諸多困境，如數(shù)據(jù)隱私問(wèn)題、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱及傳統(tǒng)教學(xué)觀念的制約。因此，需要分析如何利用大數(shù)據(jù)與云技術(shù)來(lái)優(yōu)化初高中化學(xué)銜接課程的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑，從而實(shí)現(xiàn)更高效的教學(xué)效果。

一、大數(shù)據(jù)與云技術(shù)在初高中化學(xué)銜接課程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.有利于促進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化學(xué)習(xí)

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的個(gè)性化學(xué)習(xí)在初高中化學(xué)教育中正逐漸成為一種重要的教學(xué)模式，尤其是在利用大數(shù)據(jù)與云技術(shù)的背景下。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師能夠深入分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、成績(jī)和興趣，全面了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和薄弱環(huán)節(jié)。這種學(xué)習(xí)分析不僅提供了對(duì)學(xué)生整體表現(xiàn)的宏觀視角，還能細(xì)致入微地揭示出個(gè)體差異，幫助教師為每位學(xué)生制定針對(duì)性的學(xué)習(xí)方案。例如，教師可以通過(guò)分析學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的參與度、在線測(cè)試的正確率，以及他們對(duì)某些主題的偏好，識(shí)別出哪些學(xué)生需要額外的支持，哪些學(xué)生可能面臨理解上的困難。與此同時(shí)，云技術(shù)的應(yīng)用使得個(gè)性化推薦成為可能。基于對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)的分析，云平臺(tái)能夠?yàn)槊课粚W(xué)生提供量身定制的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑。比如，針對(duì)某些學(xué)生在有機(jī)化學(xué)方面的薄弱，平臺(tái)可以推薦相關(guān)的學(xué)習(xí)視頻、在線模擬實(shí)驗(yàn)和課外閱讀材料，從而幫助學(xué)生在特定領(lǐng)域中加強(qiáng)理解。這種個(gè)性化推薦不僅提升了學(xué)習(xí)的針對(duì)性，還極大地增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使他們能夠以自己的節(jié)奏深入探索化學(xué)知識(shí)[1]。此外，實(shí)時(shí)反饋機(jī)制的建立更加推動(dòng)了學(xué)習(xí)效率的提升。通過(guò)云平臺(tái)，學(xué)生可以即時(shí)獲得學(xué)習(xí)反饋，無(wú)論是對(duì)練習(xí)題的解答、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，還是對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)度的跟蹤，反饋都能夠迅速傳遞給學(xué)生和教師。這種靈活性和及時(shí)性使得學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加高效、個(gè)性化，同時(shí)也增強(qiáng)了他們的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)。

2.有利于實(shí)現(xiàn)資源共享與協(xié)作學(xué)習(xí)

資源共享與協(xié)作學(xué)習(xí)在初高中化學(xué)教育中發(fā)揮著日益重要的作用，尤其是在云技術(shù)的支持下，這一趨勢(shì)得到了極大地增強(qiáng)。云技術(shù)的應(yīng)用使得各種化學(xué)學(xué)習(xí)資源，包括視頻、文檔、模擬實(shí)驗(yàn)等，可以被廣泛共享，這為學(xué)生和教師提供了隨時(shí)訪問(wèn)最新教學(xué)內(nèi)容的便利。學(xué)生不再局限于課本和課堂教學(xué)，而是能夠利用豐富的在線資源，探索更為廣泛的化學(xué)知識(shí)。例如，教師可以將最新的研究成果、相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻以及互動(dòng)學(xué)習(xí)工具上傳到云平臺(tái)，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)進(jìn)度隨時(shí)查閱，這種靈活性大大豐富了他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。此外，云平臺(tái)的協(xié)作功能為學(xué)生提供了一個(gè)良好的合作學(xué)習(xí)空間，支持小組討論和項(xiàng)目合作。學(xué)生可以在平臺(tái)上組建學(xué)習(xí)小組，共同探討化學(xué)課題，分享各自的研究成果和見(jiàn)解。這種協(xié)作學(xué)習(xí)不僅增強(qiáng)了學(xué)生之間的互動(dòng)，還培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和實(shí)踐能力。通過(guò)共同解決問(wèn)題，學(xué)生可以在討論中互相啟發(fā)，提升對(duì)復(fù)雜化學(xué)概念的理解，這種集體智慧的碰撞往往能產(chǎn)生意想不到的學(xué)習(xí)效果[2]。與此同時(shí)，教師也可以利用云技術(shù)中的多樣化教學(xué)工具，進(jìn)一步豐富課堂教學(xué)形式。例如，在線實(shí)驗(yàn)?zāi)M可以讓學(xué)生在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，互動(dòng)課件則能夠通過(guò)即時(shí)問(wèn)答和反饋機(jī)制，增加學(xué)生的參與感。

3.有利于促進(jìn)教學(xué)效果評(píng)估與改進(jìn)

教學(xué)效果評(píng)估與改進(jìn)在初高中化學(xué)教育中至關(guān)重要，而大數(shù)據(jù)的應(yīng)用為這一過(guò)程提供了強(qiáng)有力的支持。通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，教師能夠有效評(píng)估教學(xué)效果，識(shí)別哪些教學(xué)方法和策略最為有效。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的評(píng)估方法不僅可以幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，還能揭示出哪些知識(shí)點(diǎn)學(xué)生掌握得較好，哪些則需要進(jìn)一步加強(qiáng)。通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)、參與度和課堂反饋等多維數(shù)據(jù)的綜合分析，教師可以明確教學(xué)的成功之處和待改進(jìn)之處，為下一步的教學(xué)提供科學(xué)依據(jù)。基于數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，教師可以不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法，確保教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提升。例如，如果數(shù)據(jù)表明某種教學(xué)方法在某個(gè)班級(jí)中的效果不佳，教師可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，嘗試其他更為有效的教學(xué)手段。同時(shí)，教師還可以根據(jù)學(xué)生在不同階段的表現(xiàn)調(diào)整課程難度，以適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和能力發(fā)展。這種動(dòng)態(tài)調(diào)整的教學(xué)模式不僅提升了課堂的靈活性，也有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。此外，學(xué)校管理者也可以利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)洞察整個(gè)年級(jí)或班級(jí)的學(xué)習(xí)趨勢(shì)，從而為教育政策和課程設(shè)置提供科學(xué)依據(jù)。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持系統(tǒng)，能夠確保每位學(xué)生都能在適合自己的環(huán)境中成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)。

二、大數(shù)據(jù)與云技術(shù)在初高中化學(xué)銜接課程中的應(yīng)用困境

1.數(shù)據(jù)隱私與安全問(wèn)題

在當(dāng)今教育領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)與云技術(shù)的廣泛應(yīng)用為教學(xué)帶來(lái)了諸多機(jī)遇，但數(shù)據(jù)隱私與安全問(wèn)題也成為亟待解決的重大挑戰(zhàn)。首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)涉及敏感的個(gè)人信息，包括成績(jī)、行為習(xí)慣和興趣愛(ài)好等，這些數(shù)據(jù)的保護(hù)至關(guān)重要。教育機(jī)構(gòu)需要妥善處理和存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，以防止信息的泄露或?yàn)E用。數(shù)據(jù)被不當(dāng)使用可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，不僅損害學(xué)生的個(gè)人隱私，還可能影響他們的學(xué)業(yè)和心理健康。因此，教育機(jī)構(gòu)必須采取有效的技術(shù)手段和管理措施，確保學(xué)生數(shù)據(jù)的安全，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)泄露。此外，合規(guī)性問(wèn)題也不可忽視。各國(guó)和地區(qū)對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)有著嚴(yán)格的法律法規(guī)，如《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》（GDPR）等，這些法律要求教育機(jī)構(gòu)在收集和使用學(xué)生數(shù)據(jù)時(shí)，必須遵循相關(guān)的法律規(guī)定。機(jī)構(gòu)需要明確數(shù)據(jù)的收集目的、使用方式和存儲(chǔ)期限，并在收集數(shù)據(jù)時(shí)獲得家長(zhǎng)或監(jiān)護(hù)人的同意。這不僅增加了管理成本和復(fù)雜性，還要求教育機(jī)構(gòu)具備相應(yīng)的法律知識(shí)和技術(shù)能力，以確保合規(guī)操作。這對(duì)一些缺乏資源和專業(yè)知識(shí)的學(xué)校尤其困難。此外，教育機(jī)構(gòu)還需建立完善的內(nèi)部政策和培訓(xùn)機(jī)制，提升全體員工對(duì)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的意識(shí)，確保每個(gè)人都能遵循相關(guān)規(guī)定，防止因人為錯(cuò)誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露。隨著大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，教育機(jī)構(gòu)必須保持警惕，不斷更新和完善數(shù)據(jù)保護(hù)措施，以適應(yīng)新的技術(shù)環(huán)境和法律要求[3]。

2.技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施限制

在初高中化學(xué)教育中，技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的限制對(duì)大數(shù)據(jù)與云技術(shù)的有效實(shí)施構(gòu)成了顯著挑戰(zhàn)。首先，許多學(xué)校和地區(qū)仍然缺乏足夠的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，如高速互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代化設(shè)備。這種基礎(chǔ)設(shè)施的不足直接影響到教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，限制了學(xué)生和教師在云平臺(tái)上進(jìn)行互動(dòng)和學(xué)習(xí)的能力。對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)校來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或設(shè)備短缺使得學(xué)生無(wú)法順利訪問(wèn)在線學(xué)習(xí)資源，導(dǎo)致學(xué)習(xí)體驗(yàn)大打折扣。因此，要充分利用大數(shù)據(jù)和云技術(shù)，教育管理部門需要加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資，確保每個(gè)學(xué)校都能獲得所需的技術(shù)支持，以實(shí)現(xiàn)教育的均衡發(fā)展。同時(shí)，教師能力不足也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。盡管大數(shù)據(jù)與云技術(shù)具有很大的潛力，但許多教師在理解和應(yīng)用這些新技術(shù)方面仍顯得力不從心。缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)和實(shí)踐機(jī)會(huì)使得教師難以掌握如何有效整合這些技術(shù)到課堂教學(xué)中，從而影響了教學(xué)效果。教師在面對(duì)新技術(shù)時(shí)可能感到迷茫，導(dǎo)致他們依賴于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，而無(wú)法充分利用數(shù)據(jù)分析和在線資源來(lái)提升教學(xué)質(zhì)量。

3.教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的阻力

教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的阻力在初高中化學(xué)教育中顯得尤為明顯，尤其是在大數(shù)據(jù)與云技術(shù)的應(yīng)用背景下。首先，傳統(tǒng)觀念的影響是阻礙新技術(shù)廣泛接受的一大因素。許多教師和家長(zhǎng)對(duì)新興技術(shù)的接受度較低，仍然堅(jiān)持使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式。這種固守舊有教學(xué)模式的思維，使得教育改革難以推進(jìn)，教師在課堂上往往傾向于采用他們熟悉的教學(xué)方法，而忽視了大數(shù)據(jù)和云技術(shù)所能帶來(lái)的豐富資源和個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)。這不僅限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，也使得教師無(wú)法充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)提升教學(xué)效果。因此，打破傳統(tǒng)觀念、鼓勵(lì)教師和家長(zhǎng)開放心態(tài)接納新技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵一步。此外，培訓(xùn)與支持的不足也加劇了這種阻力。許多教師在使用新技術(shù)時(shí)，常常缺乏必要的培訓(xùn)和支持，導(dǎo)致他們無(wú)法充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。沒(méi)有系統(tǒng)的培訓(xùn)和實(shí)踐機(jī)會(huì)，教師可能對(duì)技術(shù)的理解和應(yīng)用感到無(wú)從下手，進(jìn)而對(duì)新技術(shù)產(chǎn)生抵觸情緒。這種情況使得教育者在面臨新技術(shù)時(shí)感到迷茫，進(jìn)而依賴傳統(tǒng)的教學(xué)方法，無(wú)法探索更有效的教學(xué)策略。教育機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)重視這一問(wèn)題，通過(guò)定期的專業(yè)發(fā)展培訓(xùn)和持續(xù)的技術(shù)支持，幫助教師掌握新技術(shù)的使用技巧，增強(qiáng)他們?cè)诮虒W(xué)中的信心。

三、大數(shù)據(jù)與云技術(shù)在初高中化學(xué)銜接課程的優(yōu)化路徑

1.開展精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析

精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析在初高中化學(xué)教育中扮演著至關(guān)重要的角色，通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為、習(xí)慣和考試成績(jī)的系統(tǒng)分析，教師能夠深入了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和知識(shí)掌握情況。這種分析不僅僅是對(duì)分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)，更是對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的各種動(dòng)態(tài)表現(xiàn)進(jìn)行全面評(píng)估，從而幫助教師識(shí)別出學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)和弱項(xiàng)。通過(guò)這樣的方式，教師可以制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，確保每位學(xué)生都能在最適合他們的學(xué)習(xí)節(jié)奏和方式下成長(zhǎng)[4]。例如，對(duì)于那些在概念理解上表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，教師可以提供更具挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，而對(duì)于在基礎(chǔ)知識(shí)上存在困難的學(xué)生，教師則可以安排更多的復(fù)習(xí)和基礎(chǔ)練習(xí)，以幫助他們鞏固知識(shí)。此外，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行能力評(píng)估，使得按需分層教學(xué)成為可能。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，教師可以準(zhǔn)確判斷學(xué)生在不同學(xué)科領(lǐng)域的能力水平，從而為不同能力層次的學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容和挑戰(zhàn)。這種分層教學(xué)策略不僅可以滿足學(xué)生個(gè)體化的學(xué)習(xí)需求，還能有效提高學(xué)習(xí)的整體效率。

2.運(yùn)用靈活的學(xué)習(xí)資源與工具

靈活的學(xué)習(xí)資源與工具在初高中化學(xué)教育中扮演著越來(lái)越重要的角色，尤其是在云技術(shù)的支持下，教師能夠?yàn)閷W(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)資源。這些資源包括視頻講解、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)、在線測(cè)驗(yàn)等，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和需求自由選擇學(xué)習(xí)材料。這種資源共享的模式打破了傳統(tǒng)教學(xué)的局限，使學(xué)生能夠以更加自主和個(gè)性化的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，某些學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作特別感興趣，他們可以通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)視頻和進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)加深理解；而另一些學(xué)生則可能更傾向于通過(guò)在線測(cè)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)自己的知識(shí)掌握情況。通過(guò)這種多樣化的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生不僅能夠提升學(xué)習(xí)的參與感和主動(dòng)性，還能根據(jù)個(gè)人的學(xué)習(xí)風(fēng)格和興趣進(jìn)行深度探索。此外，云技術(shù)支持的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)的靈活性提供了更進(jìn)一步的保障。這種系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的實(shí)時(shí)反饋和學(xué)習(xí)進(jìn)度自動(dòng)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容，確保每個(gè)學(xué)生在合適的難度水平上進(jìn)行學(xué)習(xí)。這種個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑不僅能有效提高學(xué)習(xí)效果，還能增強(qiáng)學(xué)生的信心，避免因?qū)W習(xí)壓力過(guò)大而產(chǎn)生的挫敗感[5]。

3.構(gòu)建系統(tǒng)化的互動(dòng)與反饋機(jī)制

互動(dòng)與反饋機(jī)制在初高中化學(xué)教育中至關(guān)重要，特別是在云技術(shù)的應(yīng)用下，這一機(jī)制顯得更加高效和靈活。通過(guò)云平臺(tái)，學(xué)生可以隨時(shí)獲得學(xué)習(xí)反饋，無(wú)論是對(duì)作業(yè)的評(píng)分、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)，還是在線測(cè)驗(yàn)的結(jié)果。這種實(shí)時(shí)反饋不僅使學(xué)生能夠快速了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)展和存在的不足，還為他們提供了調(diào)整學(xué)習(xí)策略的依據(jù)。例如，如果學(xué)生在某個(gè)化學(xué)概念上頻繁出現(xiàn)錯(cuò)誤，教師可以及時(shí)識(shí)別并針對(duì)性地提供額外的輔導(dǎo)或補(bǔ)充材料，從而幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中及時(shí)糾正偏差。這種動(dòng)態(tài)的反饋機(jī)制，使得教學(xué)變得更加個(gè)性化和針對(duì)性，有助于學(xué)生在合適的時(shí)間得到支持和指導(dǎo)。此外，云技術(shù)提供的在線協(xié)作與交流平臺(tái)極大地促進(jìn)了學(xué)生之間的互動(dòng)與合作。通過(guò)在線討論論壇和協(xié)作工具，學(xué)生能夠在課外時(shí)間進(jìn)行深入的交流，共同探討化學(xué)問(wèn)題和完成小組項(xiàng)目。這種協(xié)作學(xué)習(xí)不僅增強(qiáng)了學(xué)生之間的互動(dòng)性，也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。在面對(duì)復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)或理論問(wèn)題時(shí)，學(xué)生們可以通過(guò)相互討論和協(xié)作，分享各自的見(jiàn)解和思路，從而提升對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用大數(shù)據(jù)與云技術(shù)優(yōu)化初高中化學(xué)銜接課程的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑，不僅能滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，還能推動(dòng)教育的創(chuàng)新發(fā)展。盡管面臨數(shù)據(jù)安全、技術(shù)支持和觀念轉(zhuǎn)變等挑戰(zhàn)，通過(guò)不斷地探索和實(shí)踐，教育工作者可以有效地將這些技術(shù)融入教學(xué)中，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和整體學(xué)業(yè)成績(jī)。

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【課題項(xiàng)目】本文系深圳市教育科學(xué)2017年度規(guī)劃重點(diǎn)課題《基于云平臺(tái)的初高中化學(xué)銜接課程的建設(shè)與應(yīng)用研究》（編號(hào)：zdfz17046）研究成果。