數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)課課程思政教學(xué)與實(shí)踐路徑探索

陳默 李封 徐彬 張昱

摘? 要：針對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)課的課程特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)并改進(jìn)課程思政的教學(xué)方法與手段，從建設(shè)課程思政資源庫(kù)、探索課程教學(xué)新模式、拓展第二課堂育人通道以及建立多維度課程評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制等方面著手，對(duì)整個(gè)課程思政的教學(xué)流程形成可迭代優(yōu)化的閉環(huán)教學(xué)路徑，結(jié)合四位一體的課程目標(biāo)，通過深挖課程蘊(yùn)含的思政元素，將內(nèi)含的精神和價(jià)值外化為課程的教學(xué)實(shí)踐，內(nèi)化為學(xué)生的精神追求，從而實(shí)現(xiàn)課程價(jià)值引領(lǐng)和學(xué)生能力培養(yǎng)的有機(jī)統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：課程思政;數(shù)據(jù)科學(xué);實(shí)踐路徑;價(jià)值引領(lǐng);教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）23-0071-04

Abstract： In view of the characteristics and contents of Foundations of Data Science， the paper designs and improves the teaching methods of the curriculum ideology and politics. By building the ideological and political resources database of the curriculum， exploring the new teaching mode of the curriculum， expanding the channel of the second classroom education， and establishing the multi-dimensional curriculum evaluation and feedback mechanism， a closed-loop teaching path that can be iteratively optimized for the whole course ideological and political teaching process is formed. Combining the objectives of the four-in-one curriculum， by digging deeply into the ideological and political resources contained in the course， the inner spirit and value are externalized into teaching practice and internalized into students' spiritual pursuit， thus realizing the organic unity of curriculum value guidance and students' ability cultivation.

Keywords： curriculum-based ideological and political education; data science; practice path; value guidance; teaching practice

2019年 3月，習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上提出：“要堅(jiān)持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人。[1]”這是自2016年12月習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。[2]”以來，對(duì)推進(jìn)課程思政、全方位育人的再次強(qiáng)調(diào)。對(duì)于思政課，習(xí)近平總書記十分重視，用了很有分量的兩個(gè)詞：“非常必要”“不可替代”。因?yàn)樗颊n關(guān)系到“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這個(gè)根本問題，習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，“在這個(gè)根本問題上，必須旗幟鮮明、毫不含糊”“堅(jiān)持社會(huì)主義辦學(xué)方向”“培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人”[1]。

數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)課程是計(jì)算機(jī)通識(shí)類選修課，涉及的專業(yè)廣泛，主要來自理工類、文管類多個(gè)專業(yè)的低年級(jí)本科生，其中有不少學(xué)生對(duì)自己的職業(yè)規(guī)劃及未來發(fā)展感到迷茫，如何將能力培養(yǎng)和社會(huì)發(fā)展結(jié)合非常重要，學(xué)生能力培養(yǎng)不能脫離德育教育，如果沒有理想和信念，知識(shí)學(xué)習(xí)也很難持久[3-4]。大學(xué)階段不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)文化知識(shí)的重要教育階段，也是學(xué)生在精神、道德、人格方面逐步定型，進(jìn)而走向社會(huì)的最后準(zhǔn)備階段，低年級(jí)本科生對(duì)科學(xué)哲學(xué)價(jià)值觀的感受往往不夠深刻，加之當(dāng)今社會(huì)信息獲取的渠道和來源多樣化，容易對(duì)學(xué)生產(chǎn)生影響，需正確引導(dǎo)他們健全自身的品格塑造，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生愛國(guó)、愛黨、愛校、愛專業(yè)。因此，通過深挖這門覆蓋面廣、受眾數(shù)多的通識(shí)課程中蘊(yùn)含的思政資源和德育素材，將能力培養(yǎng)、思維轉(zhuǎn)變和素質(zhì)提升融合[5]，立足計(jì)算機(jī)學(xué)科優(yōu)勢(shì)做好課程思政具有重要意義[6-7]。

一? 構(gòu)建四位一體的課程目標(biāo)

在本課程教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的視野往往會(huì)局限在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析知識(shí)點(diǎn)上，但真正能讓學(xué)生長(zhǎng)久產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣的因素并不僅是課程教學(xué)內(nèi)容，當(dāng)學(xué)生在內(nèi)心深處領(lǐng)會(huì)到這門課對(duì)于其職業(yè)發(fā)展的重要性，以及對(duì)于實(shí)際生活應(yīng)用的意義時(shí)，學(xué)生會(huì)保持更持久的學(xué)習(xí)動(dòng)力，而這些都需要通過思政內(nèi)容去告訴學(xué)生：“為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)？”“我們國(guó)家的數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展如何？”“作為成長(zhǎng)于大數(shù)據(jù)時(shí)代的大學(xué)生，能用課程學(xué)到的知識(shí)做什么？”等等，將包含思政內(nèi)涵的這些問題及答案滲透到學(xué)生的學(xué)習(xí)過程非常重要。因此，圍繞“思政教育”核心思想，數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)課程采用混合式教學(xué)方式，融合思政元素，將課程思政教學(xué)模式融合在專業(yè)能力培養(yǎng)過程中，打通課程思政與專業(yè)能力培養(yǎng)之間的隔閡，重新構(gòu)建四位一體的課程教學(xué)目標(biāo)，如圖1所示。

1）知識(shí)目標(biāo)：掌握數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的基本概念。

2）能力目標(biāo)：掌握數(shù)據(jù)分析工具的基本使用方法和技巧，具備采用數(shù)據(jù)分析工具及數(shù)據(jù)科學(xué)思維去解決相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)際問題的基本能力。

3）思維目標(biāo)：具有良好的數(shù)據(jù)科學(xué)思維、計(jì)算思維以及科學(xué)創(chuàng)新思維。

4）素質(zhì)目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生具有使用數(shù)據(jù)分析緣事析理、明辨是非的意識(shí)，提升科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、報(bào)效祖國(guó)的使命感和責(zé)任感。

通過以上四種目標(biāo)，圍繞“課程思政”核心，將思政教育貫穿于教學(xué)的全過程，把思政元素植入教案、融入教學(xué)、匯入教法，建構(gòu)四位一體化的課程教學(xué)協(xié)同體系。

二? 課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）? 建設(shè)“思政融入點(diǎn)”整合“思政教育面”的思政案例庫(kù)

構(gòu)建既有專業(yè)知識(shí)又有思政元素的教學(xué)案例庫(kù)，在每個(gè)知識(shí)單元的案例教學(xué)中，加入思政要素，讓每一個(gè)案例不但有數(shù)據(jù)價(jià)值，更有思政教育價(jià)值，通過“思政融入點(diǎn)”整合“思政教育面”的課程思政教學(xué)新模式保證思政案例教學(xué)執(zhí)行的有效性和貼合性。例如，在第1章“課程導(dǎo)論”知識(shí)單元“數(shù)據(jù)分析的過程及意義”中給出如下思政案例，并通過該案例抽取出思政融入點(diǎn)，進(jìn)一步給出價(jià)值擴(kuò)展，最后在更高維度上抽取該思政案例對(duì)應(yīng)的思政教育面，將“以點(diǎn)帶面”的思路用于本課程所有的思政案例，本課程案例組織模式如下。

1）課程章節(jié)：第1章 課程導(dǎo)論——1.3 數(shù)據(jù)分析的過程及意義。

2）思政案例：“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器成功完成萬米海試、南海可燃冰成功開采以多媒體影音播放結(jié)合案例講解的方式體現(xiàn)課程思政，在案例講解中，突出成果數(shù)據(jù)，例如“‘奮斗者號(hào)的坐底深度為10 909米”“南海可燃冰總量試采12萬立方米，最高產(chǎn)量達(dá)3.5萬立方米/天，平均日產(chǎn)超過1.6萬立方米，其中甲烷含量最高達(dá)99.5%”。

3）思政融入點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)中的“數(shù)據(jù)分析是一個(gè)探索過程，需要好奇心、尋找答案的欲望和很好的韌性”與科學(xué)探索精神相契合，知識(shí)點(diǎn)中的“我國(guó)非常重要的科技發(fā)展和標(biāo)志性成果的背后都離不開數(shù)據(jù)分析的技術(shù)支持”與中國(guó)深海科技相契合，從而引出思政案例。

4）價(jià)值拓展：“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器成功完成萬米海試，是我國(guó)深海科技探索道路上的重要里程碑，通過這個(gè)實(shí)例讓學(xué)生了解我國(guó)深海科技中涉及到的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)、精細(xì)地形數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，同時(shí)理解對(duì)未知事物的好奇心和對(duì)科學(xué)探索精神的重要性，讓學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)奮斗者號(hào)的“深潛精神”。

5）思政教育面：社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育、中國(guó)特色社會(huì)主義和中國(guó)夢(mèng)教育。

案例教學(xué)不僅能增加學(xué)習(xí)過程的趣味性，更能讓學(xué)生深刻體會(huì)到學(xué)有所用的歸屬感，同時(shí)將課程知識(shí)和思政元素進(jìn)行化合反應(yīng)，這其中最重要的環(huán)節(jié)就是如何將案例的價(jià)值拓展有效劃分到“思政教育面”，使得每個(gè)案例都能發(fā)揮有所不同的價(jià)值導(dǎo)向作用。根據(jù)幾年來的授課經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育、職業(yè)精神教育、人文素養(yǎng)教育、德育素養(yǎng)教育、創(chuàng)新精神教育和傳統(tǒng)文化教育等“思政教育面”，對(duì)于主要章節(jié)設(shè)計(jì)典型的思政案例如下：

在講授第二章“數(shù)據(jù)獲取”時(shí)，以通俗易懂的語言介紹數(shù)據(jù)獲取的方法，包括問卷調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)文件讀取，針對(duì)這些數(shù)據(jù)獲取引入對(duì)應(yīng)的思政案例。例如，介紹問卷調(diào)查時(shí)，用第七次全國(guó)人口普查作為切入點(diǎn)，讓學(xué)生進(jìn)一步了解這次全國(guó)人口普查是在中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代開展的重大國(guó)情國(guó)力調(diào)查，這些數(shù)據(jù)有助于查清我國(guó)人口數(shù)量、結(jié)構(gòu)、分布和城鄉(xiāng)住房等方面情況，為完善人口發(fā)展戰(zhàn)略和政策體系，促進(jìn)人口長(zhǎng)期均衡發(fā)展，科學(xué)制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，開啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程，提供科學(xué)準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)支持。使得學(xué)生從身邊進(jìn)一步了解人口普查是按現(xiàn)行人口普查政策進(jìn)行有針對(duì)性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)我國(guó)人口結(jié)構(gòu)存在問題的憂患意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的愛國(guó)愛民之心。

在講授第三章“數(shù)據(jù)預(yù)處理”時(shí)，通過對(duì)數(shù)據(jù)清洗技術(shù)的介紹，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)清洗的過程和重要性。告訴學(xué)生在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)要注重原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性、實(shí)事求是，才能分析出客觀的結(jié)果。對(duì)刻意偽造的虛假數(shù)據(jù)要懂得分辨、剔除，只有尊重事實(shí)，才能得出客觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，才能對(duì)我們的決策產(chǎn)生積極有效的作用。這一部分使用“學(xué)術(shù)造假”“網(wǎng)絡(luò)刷單”等行為案例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育素養(yǎng)教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀。

在第四章“數(shù)據(jù)可視化”的授課過程中，以新型冠狀病毒感染疫情（簡(jiǎn)稱“疫情”）數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖為例，引入數(shù)據(jù)可視化的概念及作用。讓學(xué)生充分理解數(shù)據(jù)可視化在數(shù)據(jù)分析過程中的重要作用，講授通過數(shù)據(jù)可視化的繪圖操作，才能更直觀地了解數(shù)據(jù)背后的含義。以疫情數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖為例，該趨勢(shì)圖讓學(xué)生直觀地看到我國(guó)在抗擊疫情上取得的勝利。通過舉例抗疫事跡，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀，相比于明星偶像，引導(dǎo)學(xué)生更要關(guān)注為國(guó)家人民無私奉獻(xiàn)的科學(xué)家、醫(yī)護(hù)工作者等各行各業(yè)的楷模，同時(shí)讓學(xué)生通過疫情數(shù)據(jù)更深刻地意識(shí)到今天的抗疫勝利來之不易，向?qū)W生強(qiáng)調(diào)在思想上不能松懈，為鞏固來之不易的抗疫成果作出自己的貢獻(xiàn)。

（二）? 探索元素融合交叉的數(shù)據(jù)案例教學(xué)的新模式

從本課程教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，在面向通識(shí)課的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生授課時(shí)，不需要過分強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)科學(xué)中太過復(fù)雜的算法思想，而是將課程的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)定為使學(xué)生在實(shí)際工作和研究中能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)的獲取、清理、處理和轉(zhuǎn)換，對(duì)面向?qū)嶋H社會(huì)問題的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，并將引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)分析的興趣作為教學(xué)重點(diǎn)。根據(jù)這一教學(xué)核心目標(biāo)，結(jié)合課程思政目標(biāo)，在教學(xué)過程中，以興趣引導(dǎo)作為主旨，以思政元素和社科元素融合交叉作為手段，圍繞具有代表性的數(shù)據(jù)集案例進(jìn)行課堂教學(xué)。

例如，在數(shù)據(jù)可視化章節(jié)的教學(xué)模塊中，以國(guó)家數(shù)據(jù)門戶網(wǎng)站（http：//data.stats.gov.cn/）作為數(shù)據(jù)集來源，對(duì)網(wǎng)站內(nèi)所有數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選、過濾、整合，形成具有思政和社科元素交叉特點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析案例集（圖2），提供給學(xué)生選擇，讓學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)可視化的方法，并通過與中國(guó)社會(huì)發(fā)展、人民生活水平提高相關(guān)的實(shí)際數(shù)據(jù)案例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行中國(guó)特色社會(huì)主義和中國(guó)夢(mèng)教育，帶領(lǐng)學(xué)生以國(guó)家發(fā)展相關(guān)的數(shù)據(jù)集作為數(shù)據(jù)源，讓學(xué)生使用柱形圖、折線圖、條形圖等多種可視化圖形對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，使得學(xué)生掌握數(shù)據(jù)可視化方法的同時(shí)進(jìn)一步了解國(guó)家近些年在文化、民生、資源保護(hù)和經(jīng)濟(jì)等各領(lǐng)域的發(fā)展，并結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂、案例研討等形式進(jìn)行課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)熱情。

三? 課程思政教學(xué)路徑

根據(jù)上述課程目標(biāo)制定課程大綱，從課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)方法、考核評(píng)價(jià)、教案大綱及考試方式等方面進(jìn)行建設(shè)和改革，將思政教育貫穿于教學(xué)的全過程，同時(shí)，將思想性、理論性、知識(shí)性與教學(xué)方式上的創(chuàng)新性有機(jī)地結(jié)合起來，構(gòu)建以“學(xué)生為中心、思政為導(dǎo)向、數(shù)據(jù)為輔助”的教學(xué)過程，并從以下幾方面實(shí)踐本課程的思政教學(xué)路徑。

（一）? 建設(shè)課程思政資源庫(kù)

系統(tǒng)梳理課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷及教案等融入思政元素的課程資料，建設(shè)圍繞課程思政的一系列課程資源庫(kù)，并在建設(shè)過程中總結(jié)提煉典型案例成果，錄制思政元素案例教學(xué)視頻，結(jié)合數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)在線開放課程的建設(shè)逐步上線推廣。

（二）? 實(shí)踐課程教學(xué)新方法

在課程思政的教學(xué)過程中，采用提問式、案例式、討論式以及導(dǎo)向式的課程教學(xué)方法和手段，恰到好處地將中國(guó)夢(mèng)教育、德育教育、社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育等核心“思政教育面”融入課程知識(shí)的教學(xué)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生參與數(shù)據(jù)可視化分析這類具有思政元素的課程作業(yè)的討論與分享，促進(jìn)課程思政的有機(jī)融入，引導(dǎo)學(xué)生將視野從關(guān)注課本知識(shí)擴(kuò)展到關(guān)注國(guó)家發(fā)展以及民生熱點(diǎn)。

（三）? 拓展第二課堂育人通道

除了課堂上的課程思政之外，不斷拓展思政育人通道，探索社會(huì)資源、校企合作、實(shí)習(xí)實(shí)踐基地、社區(qū)體驗(yàn)等第二課堂的融入式教學(xué)，例如，開展課程教學(xué)的校企合作，邀請(qǐng)與數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)的負(fù)責(zé)人以及領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)人士走進(jìn)課堂，為學(xué)生講述數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的歷史和發(fā)展前景、優(yōu)秀的企業(yè)文化、創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和奮發(fā)精神，在第二課堂活動(dòng)的交流討論中進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生建立正確的價(jià)值觀體系。

（四）? 建立多維度課程評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制

從思政教育和創(chuàng)新教育的角度出發(fā)，建立多維度課程評(píng)價(jià)體系，重構(gòu)課程考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將專業(yè)知識(shí)與思政教育一體化考核，在考核方案中體現(xiàn)思政元素，包括交流分享、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、科學(xué)探索、創(chuàng)新精神和工匠精神，同時(shí)也通過在線問卷等調(diào)研途徑，收集學(xué)生對(duì)課程思政的教學(xué)效果反饋數(shù)據(jù)，配合線上課程的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，進(jìn)一步迭代優(yōu)化課程資源以及課程教學(xué)方法。

如圖3所示，通過課程資源建設(shè)、課程教學(xué)、第二課堂以及課程評(píng)價(jià)對(duì)整個(gè)課程思政的教學(xué)流程形成可以迭代優(yōu)化的閉環(huán)路徑，結(jié)合信息化教學(xué)工具的教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析，建立思政元素深度融合的課前、課中、課后一體化的線上線下混合式教學(xué)模式，學(xué)生通過對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)基本知識(shí)系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)，在嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)、科學(xué)探索的工匠精神和堅(jiān)韌的創(chuàng)新精神等方面得到訓(xùn)練;在學(xué)習(xí)能力方面得到提升;在價(jià)值觀方面得到正面的、積極的引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授和價(jià)值塑造的同頻共振。

四? 結(jié)束語

數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)課課程思政教學(xué)立足課程自身的特點(diǎn)，挖掘深藏于數(shù)據(jù)表層符號(hào)、結(jié)構(gòu)之下的人文精神與價(jià)值意義，在教學(xué)實(shí)踐探索中，把對(duì)知識(shí)的解釋以及描述融入到精神價(jià)值追求的內(nèi)核，通過價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)教育、能力培養(yǎng)的有機(jī)統(tǒng)一，達(dá)到課程思政的教學(xué)目標(biāo)，并取得良好的教學(xué)效果。

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基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目“基于大數(shù)據(jù)的交互式個(gè)性化教學(xué)環(huán)境構(gòu)建方法研究”（U1811261）;全國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目“《數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)》課程思政的教學(xué)探索與實(shí)踐”（2022-AFCEC-235）

第一作者簡(jiǎn)介：陳默（1983-），女，漢族，遼寧沈陽(yáng)人，博士，講師。研究方向?yàn)榻逃髷?shù)據(jù)。