[摘 要] 女生的科學學習一直是國際科學教育領域關注的重點議題,基于非正式情境的科學學習作為發生在正規學校教育框架之外的學習活動,對提升女生的科學素質具有顯著作用。本文基于系統性文獻梳理與分析,發現非正式情境對于促進女生科學學習具有獨特功能:延展學習時空,促進女生科學學習中成長型思維的培養;創設豐富情境,助力女生科學興趣的提升;關照性別特質,幫助女生塑造穩固的科學身份;協同輻射家庭與學校,為女生終身科學學習奠基。利用非正式情境促進女生科學學習的主要策略有四點:關照性別差異與針對性,激發女生的科學參與;創新內容與形式,增強女生的科學興趣與身份認同;整合多方資源,持續賦能女生的科學學習;實施多元評估,彰顯女生學習結果的多樣性。本文從非正式情境視角探析促進女生科學學習的功能與策略,以期為消解科學學習中的性別差異、促進女生的科學學習提供新的視角和思路。
[關鍵詞]非正式情境 女生 科學學習
[中圖分類號] G776 [文獻標識碼] A [ DOI ] 10.19293/j.cnki.1673-8357.2024.04.006
女生的科學學習一直是國際科學教育領域關注的重點議題之一。提高女生的科學參與既是確保教育公平與社會正義的重要舉措,也是提升女生科學、技術、工程和數學(Science Technology Engineering Mathematics,STEM)素養進而推動社會經濟持續發展的有效途徑。1995年,在北京召開的第四次世界婦女大會通過了《北京行動綱領》,著重指出了在教育、技術發展與培訓方面消除對女性歧視的重要性。2013年,聯合國大會通過了關于科學、技術和創新促進發展的決議,其中明確指出,確保所有年齡層的婦女及女童充分、平等地獲取并參與科學技術創新,是實現性別平等和增強女性及女童權能的緊迫任務。2015年12月22日,聯合國大會通過了第A/RES/70/212號決議,正式宣布將每年的2月11日定為“婦女和女童參與科學國際日”。這些重要舉措均彰顯了全球范圍內提升女性科學參與的堅定決心。盡管國際社會持續呼吁關注女性在科學學習方面的處境與進展,但是女性在科學教育和職業領域的代表性仍舊不足。國際學生評估項目(Programme for International Student Assessment,PISA)2015年的調查顯示,男生比女生擁有更高的科學學習興趣和更積極的科學學習行為[1]。在全球范圍內,大學的科學相關專業學生中僅有35%是女生,不僅如此,女生的科學職業抱負比男生更低[2]。
科學學習中的性別差異并非由先天生物學因素決定,而是更多地受到后天社會因素的影響。已有研究證實,男性與女性在大腦的結構與功能、記憶與學習機制等方面并無顯著差異,且雙方在認知水平等心理特征上的差異十分微小[3]。然而從幼兒園開始,兒童就已經在潛意識里擁有了“男性更適合從事科學領域工作”的性別刻板印象。到了高中階段,學生往往將數學、化學和物理等科學相關學科與男性氣質聯系起來,這成為女生追求STEM職業尤其是科學職業的一個潛在障礙[4]。基于現有研究,科學學習中的性別差異主要歸結為以下三個原因:其一,女生缺乏女性科學家榜樣,認為科學家大多是男性;其二,女生缺乏對于自身在科學及相關學科方面取得成功的認知;其三,教師、家長和其他權威人士強化了女生不適合學習科學的刻板印象[5]。這些因素影響了女生科學學習的態度、觀念和經歷等,最終導致她們在科學相關專業和職業選擇方面與男生存在顯著的性別差距[6]。因此,有必要針對性地通過多元途徑為女生在科學領域的學習和發展創造更加公平和包容的環境,以促進其科學參與。
非正式科學學習是指發生在傳統、正規的學校教育框架之外的非正式情境中的科學學習,廣泛存在于諸如自然科學博物館等科學場館、家庭、社區以及網絡空間等多元情境中[7]。在非正式情境中,學生通過親身體驗和實踐活動,如家庭種植和寵物養育、科技館參觀體驗、網頁瀏覽等開展科學實踐,從而提升科學素質。當前,科學教育領域已普遍認識到融合正式與非正式學習資源的重要性,致力于為全體學生提供更為全面、靈活的學習路徑?;诜钦角榫车膶W習在個體成長與發展中的重要作用不容忽視,有研究表明,學齡期兒童約有79%的時間在進行基于非正式情境的學習,而在個體的整個生命周期中,有近90%的時間都處于非正式學習情境之中[8]。此外,非正式情境為學生參與持續、源于自我激勵的科學教育活動提供了可能,其強調互動、實驗、演示等體驗式、情境式的科學學習方式,能夠激發學生對科學領域的持續興趣和身份認同,強化他們的科學職業選擇,促進其終身科學學習[9]。
在追求教育公平與卓越的全球視野下,如何借由非正式情境促進代表性不足群體的科學參與和科學成就,已成為科學教育領域的關鍵議題之一。已有研究表明,非正式科學學習情境連接正式與非正式科學教育,對那些因年齡、性別或教育水平等因素而在科學學習上受限的學生尤其有益[10]。研究者廣泛認同通過非正式科學情境為女生的科學學習提供有效支持[11]。國際上以美國為例,近年來,構建融合正式與非正式情境的STEM學習生態系統成為科學教育改革的新趨勢,科學教育工作者致力于通過整合包括社區在內的各類資源,為所有學生提供個性化的、高效的STEM學習機會[12]。如聚焦社區中社會與環境議題的“I AM STEM”項目,精心策劃了一系列專為女生設計的體驗式學習課程,不僅促進了女生特別是黑人女生在非正式科學活動中的積極參與,還幫助她們將學習成果有效地遷移到學校正式的科學學習中,為她們未來的STEM學習奠定堅實的基礎[13]。在我國,研究者已經充分認識到學生在科學學習中存在的性別差異,面對某些科學學習領域中男生表現相對突出的現狀,在科學課程編制、學校課程建設、教師課程實施等方面提出了有效應對措施[14],然而很遺憾的是,缺少對于校外非正式情境作用的探討;而少量關于非正式科學學習情境的研究[15-16]卻鮮少體現出對科學學習中性別特性的關照。本文探討非正式情境對女生科學學習的獨特促進功能以及利用非正式情境促進女生科學學習的策略,能夠為消解科學學習中的性別差異、促進女生的科學學習提供新的視角和思路。
1非正式情境促進女生科學學習的功能
非正式情境不僅能夠在一般意義上促進所有學生科學素質的發展,也能為女生群體提供獨特的學習支持和契機[10-11, 13]。通過多維度剖析非正式情境對女生科學學習的促進功能,我們能夠更深刻地理解其潛在的價值。值得注意的是,盡管這些功能具備一定的普適性,但它們在促進女生科學學習方面亦可表現出更為突出的效果。
1.1延展學習時空:促進女生科學學習中成長型思維的培養
成長型思維能夠為女生的科學學習提供支撐,是她們科學學習中不可或缺的動力源泉。根據德韋克(Carol S. Dweck)等人的成就目標理論,持有能力增長觀的學生相信能力可以通過學習得到提高,而持能力實體觀的學生則會認為能力固定不變,努力只會幫助自己達到能力的上限,因此當遇到失敗或挫折時,后者更容易表現出習得性無助[17]。研究發現,相較于男生,女生在科學學習中更需要成長型思維,因為女生在學校教育中更傾向于完美主義[18],同時避免選擇與天賦相關的專業,而科學常被她們視為與天賦緊密相關[19]。因此,肯定努力和毅力而非單純地表揚能力有助于提升女生的科學自我效能感,促進她們持續參與科學。
非正式情境中的科學體驗能夠延展學校相對單一、刻板的科學教學方式,激發并培養女生的成長型思維。學校科學教育難免受到諸多因素的制約,如有限的教室環境、書面化的課本內容、標準化的學業測評以及序列性的課程規劃等[20],這些限制同時也會阻礙有完美主義傾向的女生養成科學學習的成長型思維??茖W場館、家庭、社區以及網絡等非正式情境充分延展了學習時空,發生于此類“不設限”時空的科學學習能夠為女生提供更多的興趣和自由。她們不再過分擔心考試表現,在探索科學學科、體驗相關職業的過程中,不僅可以收獲解決科學問題的獲得感、提升科學學習的自我效能感,而且也會認識到投入、動機和堅持在科學學習中的重要性,從而對科學產生更加豐富的理解和認同,培養科學學習中的成長型思維。
1.2創設豐富情境:助力女生科學興趣的提升
科學興趣是學生科學學習的關鍵動力,女生科學興趣的提升已成為科學教育領域亟待突破的瓶頸性問題。當前,學生對科學的興趣普遍不高,甚至表現出明顯的抵觸情緒,科學被視為比其他學科更難理解的課程[21]。而從性別角度來看,盡管我國青少年中女生的科學學習行為表現普遍好于男生,但在情感和認知層面男生卻表現出更為積極和濃厚的興趣[22],女生的科學學習興趣尤為需要被關注和培養。
非正式情境為提升女生的科學興趣開辟了新的路徑。正式教育體系中的學習內容具有非選擇性、系列性、教師主導和非自愿性等諸多局限[15],學校經驗可能具有加劇學生對科學類職業的消極印象,淡化學生科學興趣的風險[21],非正式情境是女生體驗新穎性和探索科學世界的關鍵途徑,對于促進她們的科學興趣尤為有效。非正式情境更容易創設真實的問題情境,使學生親身體驗并獲得直觀學習經驗,更有助于激發學生的學習興趣和自我效能,提升其科學學習態度[23]。而相較于男生,女生在科學學習中往往更需要額外的支持和引導來增強其對科學的興趣[24]。與傳統學校教育相比,在非正式情境中,學習主體、指導者的角色和關系都發生了變化,非正式情境能夠以獨特的優勢、豐富的學習資源和靈活的學習方式,為女生提供廣泛的學習機會,幫助女生獲得新穎的學習體驗,進而促進女生獲得情境性動機,以鼓勵她們的科學學習[25]。
1.3關照性別特質:幫助女生塑造穩固的科學身份
科學身份認同指個體對科學有濃厚的興趣,確信自身具備科學方面的能力,自我認同為科學學習者,同時也能被 “有意義的人”認同[26]。女生在學校教育的過程中對被拒絕的線索很敏感,缺少對科學的歸屬感,是導致她們后續在科學領域中代表性不足的重要原因之一[27]。
非正式情境是具有包容性的空間,基于非正式情境的科學體驗作為科學資本的一種形式,能夠為女生提供一個在正式課堂情境外獲取科學身份的有效途徑,使女生感受到對科學的歸屬感??茖W學習情境的包容性通常體現在為那些代表性不足的群體(如女生群體)創造一個積極、受歡迎的學習環境,相比之下,缺乏包容性的科學學習情境則會影響女性在科學相關職業中的代表性[28]。正式的科學課堂環境往往強調“科學家”的傳統男性形象和氣質,這在一定程度上會將女生置于科學身份之外,限制了女生對科學身份的選擇,強化了科學不適合她們的觀念[29],而非正式情境提供了這種包容性,使女生更加自主,對科學的追求受到更少的限制,更容易建立自己是“科學人”的認同,認識到“像你這樣的人受歡迎”(不是更普遍的“所有人”都受歡迎)。當女生看到自己的性別與非正式科學學習情境之間的聯系后,她們會感到自己的社會身份群體在科學領域的價值,從而建立并鞏固自己的科學身份[30]。
1.4協同輻射家校教育:為女生終身科學學習奠基
國務院頒布的《全民科學素質行動規劃綱要(2021—2035年)》中明確指出,要實施館校合作行動,引導中小學充分利用科技館、博物館、科普教育基地等科普場所廣泛開展各類學習實踐活動,推動學校、社會和家庭協同育人[31]。學生科學學習的積極效果不是單一因素造成的,一定是個人、家庭、學校和社會等一系列因素相互作用的結果[15],非正式情境作為其中的關鍵要素,不拘形式,以無處不在的方式貫穿人的一生,其聯動作用能夠有效地為女生的終身科學學習奠定堅實基礎。
非正式科學學習是實現學校、家庭、社會三方協同開展科學教育的關鍵要素,有利于為女生全面發展與健康成長營造濃厚的氛圍,促進她們作為未來公民的終身科學學習。一方面,非正式情境能夠提升學校、家庭對女生科學學習的重視程度。從學校來看,對女生在非正式情境中科學學習表現的觀察會影響到教師的教學觀念。現有研究發現,在與學生共同參與非正式科學學習后,教師會從不同的角度觀察學生,關注到學生個體的行為,驚訝于原本處于弱勢地位的學生的科學潛力[32]。而從家庭來看,非正式情境能夠促進父母轉變性別刻板印象,幫助他們意識到女生對科學的興趣。以往父母往往更鼓勵男生學習科學而認為女生不喜歡科學,這種對女生學習科學的消極態度會對女生的自我效能感和科學參與產生不利影響。非正式情境為父母與女兒提供了共同探索科學的契機,使他們能夠更直觀地感受到女兒對科學的熱情,進而鼓勵她們參與科學[33]。另一方面,非正式情境為女生的終身科學學習奠定了堅實的基礎。不是每一個孩子都會成為科學家,但每一個孩子都能成長為有科學興趣、自信、認同感和使命感的未來公民。正如美國著名科學教育專家赫德(P. D. Hurd)所言:“大約有10%的學生能夠在未來成長為科學家,90%的學生將會從事其他行業。正是為了這90%的學生能夠在未來社會中更好地生活,我們致力于提升所有學生的科學素質?!盵34]因此,非正式科學教育情境同樣擔負著為女生成長為未來公民和終身科學學習者奠基的重要作用。
2利用非正式情境促進女生科學學習的策略
2.1 關照性別差異與針對性,激發女生的科學參與
關照性別差異、增強針對性的非正式情境能夠促進女生追求優異、超越自我并積極參與科學活動。在性別刻板印象的威脅下,女生在科學任務中會更多地致力于避免表現得比別人差(即采取避免目標),而較少努力追求卓越(采取表現目標),這顯著抑制了她們的科學參與熱情[35]。因此,非正式科學學習情境應注意為女生提供自主與可勝任的選擇,使得在此基礎上產生的自主性與滿足感促進她們生成科學參與的內在動機。
值得注意的是,當前的科學場館等校外非正式科學情境通常只將參與的團體視為一個整體,而非一個由不同個體組成的團體,對女生在科學學習中面臨的挑戰和特殊需求缺乏足夠的關照,忽視受眾的個體差異[36]。為此,設計專門針對女生、兼顧多樣需求的非正式科學學習情境成為突破點。例如,考慮到女生往往試圖追求對全貌的整體性理解,擅長語言思維,而男生傾向于從功能層面思考,更加專注于元素的相互依賴性等性別差異特征[37],科學場館如果能夠融入這些特性,打造激發女性興趣與熱情的互動體驗,則能夠有效促進女生的科學參與。
女性科學家的榜樣力量在非正式科學情境中同樣不可或缺,這也是打破性別偏見、激勵女生追求科學理想的關鍵。個體對科學事業的向往與強大的社會支持以及能夠在科學事業中清晰地構想自己的未來有關,而從現狀來看,女生在這方面得到的支持通常是不足的[38]。例如,就科學家氣質而言,積極進取、有邏輯、有領導力、雄心勃勃和善于分析等性格通常被標記為男性特征,而情緒化、健談、深情、溫柔和依賴等性格則被標注為女性特征,這也加劇了女生認為自己不符合科學家形象的認知[39]。因此,在生活中真實接觸女性科學家榜樣可以改變女生的感知障礙,激發她們樹立科學職業理想。當前,女生主要從數字媒體和教科書中了解科學職業,這些途徑所呈現的科學職業并未特別突出女性的科學身份和真實性,同時女生在家庭、社區或科技館中與女性科學家互動的機會較少,缺少榜樣的影響[40]。因此,數字媒體、家庭與社區、博物館和科技館等應注重為女生提供接觸真實的、積極的女性科學家榜樣的機會,吸引女生參與到科學中來。
2.2創新內容與形式,增強女生的科學興趣和身份認同
非正式科學教育與正式科學教育是科學教育體系中并行且相互交織、有效銜接但不可相互替代的兩個有機組成部分。非正式的學習經歷不應孤立存在,而應巧妙融入學??茖W教學的全過程,以新穎多樣的形式在女生的多元學習環境之間構建橋梁。當前已有較多非正式學習項目通過連接課堂內外來促進女生的科學學習。例如,德國在各地大學和研究機構中為中學生開設了300多個被稱為“學生實驗室”(Schülerlabor,SL) 的實驗室項目,每個SL都有特定的目標,其中也有針對女生的項目(如旨在促進女生STEM參與的Fix-IT項目),通過提供校外經驗和實踐來支持學生的校內科學學習,以彌補中學開展實驗的設備缺乏、成本高或設施簡陋等障礙。SL已被證實在提高學生對科學的積極性和情境興趣方面有巨大潛力,同時推動了中學課程與教學的雙重革新[32]。
深化科學與人文社會學科的跨學科融合也是激發和維持女生科學學習興趣與認同的有效手段。學業情緒對女生的科學學習行為具有直接影響,當前社會普遍的性別刻板印象導致人們傾向于認為科學是男生的學科,人文社會學科則與女生緊密相連,這種偏見會引發女生在理工科學習中較高的焦慮情緒,從而影響她們的學習行為和學業成績[41]。鑒于此,非正式情境可以通過創新形式和內容引導女生重新審視科學,發現其內在的人文魅力,進而提升科學素質。例如,可以通過營造輕松、自由、舒適的探索氛圍,促進女生在輕松狀態下接觸科學;鼓勵女生參與項目式學習、社會性科學議題學習等跨學科、真實的實踐活動;加強科學與日常生活的聯系和社會的融合,引導女生體驗科學與人文社會學科的交融之美,以此激發女生學習過程中積極的情緒狀態,促進女生感受科學魅力,提升科學學習興趣,確立積極的科學身份認同。
2.3 整合多方資源,持續賦能女生的科學學習
《基礎教育課程教學改革深化行動方案》強調,要開展科學素養提升行動,加強科學教育實踐活動,遴選一批校外中小學科學教育實踐基地;在國家中小學智慧教育平臺,建設一批優質線上科普教育資源;會同中科院、工程院和高校開展“科學公開課”活動[42]。為深化女生的科學學習,提供非正式情境的各主體都應挖掘優勢潛力,將物理、個人與社會情境有機融合,打造跨學科發展、校內外雙管齊下的科學教育新生態。
要通過多方資源協同聯動機制,更新科學教育理念,營造開放包容的校外科學教育環境,聚焦STEM及跨學科教育,為女生科學學習提供不竭動力。以美國的激發創造力和卓越科學計劃為例(The Science Program to Inspire Creativity and Excellence,SPICE),該計劃是針對初中女生的科學補充計劃,致力于激勵女生追求并堅持STEM學習和職業,由大學理科專業的學生擔任講師和助教,在每年暑假期間開設包括探索營、法醫調查營、工程和計算機科學訓練營等在內的科學營。該計劃同時聯動了當地學校、家校溝通網絡、地區非營利組織和社區等主體,幫助女生獲取招募信息,為女生提供了相互學習和觀察同齡人做科學的機會,有效促進了女生形成穩定的科學身份認同和學習科學的自我效能感[43]。此外,還有借助基金會等社會資源支持的專門為中學女生開設的全日制化學夏令營。夏令營的內容包括多項趣味科學實驗、女性科學家專題講座、基于科學問題的實地考察等,活動得到德雷福斯基金會化學科學特別資助計劃(The Dreyfus Foundation Special Grant Program in the Chemical Sciences)的大力資助,動員了社會各界及私人資源的廣泛參與[5],充分體現了資源的有效整合與利用,為女生科學學習賦能。
2.4 實施多元評估,展現女生學習結果的多樣性
多樣化學習效果的呈現是非正式科學教育在功能與作用上區別于正式科學教育的重要體現,也是非正式學習評估關注的重要內容。發生科學學習的情境多樣、活動短暫獨立、影響因素錯綜復雜、個體背景因素復雜等都使得在非正式情境中對學生科學學習的評估與在校內大不相同[16]。鑒于女生可能面臨的完美主義壓力及對單一成績指標的過度關注,非正式學習情境應強化多元評估機制,以全面反映女生的學習成就,促進女生對科學學習多元結果的感知,有效促進她們的科學身份認同和科學興趣提升。
非正式情境中的科學學習有六種成效,分別是產生經驗、興趣與動機,理解科學知識,驗證科學推理,在學習過程中能夠積極反思科學,參與科學活動并使用科學語言工具的能力,發展科學學習者的自我認同能力[44]。這些成效相互交織,隨學習深入而逐步深化,因此在評估時需綜合考量,以全面展現女生科學學習結果的多樣性。
從針對非正式情境本身的評估來看,對提供非正式科學情境的主體和其提供的活動都有必要采取多元化的評估。非正式情境的目的不同、結構多樣,對其進行的系統評估一直以來都較為缺乏,這進一步導致非正式情境的規劃缺乏嚴謹性甚至充滿隨意性[43]。從主體來看,提供非正式情境的不同主體目的多元化,如科技場館、動植物園、科普網站等擔負著一定的政府使命,大學生志愿者團體、民間團體等致力于促進代表性不足群體(如女生)的科學參與。而從所開展項目的規模來看,既有資源充足的大型項目,也有小而精的小型項目等。這要求評估策略必須靈活多樣,緊貼情境特點,使之在關注女生學習結果、精準衡量學習成果的同時,還能促進情境的持續優化。以美國圣道大學(the University of the Incarnate Word,UIW)推出的旨在吸引更多女性進入STEM領域的免費女生夏令營miniGEMS為例,其通過對參與女生的問卷調查、深度訪談及成果展示(如海報制作)等多元化手段,全面評估了夏令營對女生STEM相關職業興趣、學習體驗、夏令營條件滿意度等的影響。同時,未來也考慮納入家長與教師視角,以構建更加全面、立體的評估體系[45]。此評估模式不僅關注女生的學習結果,還深入分析了其學習過程與感受,為其他非正式科學學習情境提供了寶貴借鑒。
3結語
分析非正式情境在促進女生科學學習方面的獨特作用,并探索有效策略以利用非正式情境促進女生的科學學習,能夠為縮小科學學習中的性別差距、激勵女生更積極地參與科學提供新的視角和思路。當前,“雙減”政策的深入實施增加了中小學生的課外時間,這使得非正式科學教育機構和場所能夠吸引更多學生,非正式情境的教育功能進一步強化。同時,5G、人工智能、大數據、區塊鏈等信息技術正不斷賦能教育領域,對非正式情境促進學生個性化、智慧化、終身化的科學學習提供了更為廣闊的空間。鑒于國內關于非正式情境中女生科學學習的研究尚顯不足,關于非正式情境如何獨特地、深入地促進對女生科學學習機制的理解,還需要通過更多深入的實證研究來揭示和深化。未來需進一步聚焦當前社會的實際需求與女生科學學習的獨有特征,通過深入的跨學科合作將理論與實踐深度融合,提煉出更具系統性的模式與策略,以有效指導非正式科學教育實踐,促進女生及全體學生科學素質的全面發展。
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(編輯 顏 燕 和樹美)
Exploring the Functions and Strategies of Informal Contexts to Promote Girls’Science Learning
Lv Yajie Hao Shujun Gao Xiaoyi
(Faculty of Education,Beijing Normal University,Beijing 100875)
Abstract:Girls’science learning has always been a critical issue in the international science education field,and science learning based on informal contexts,as a learning activity that occurs outside the framework of formal school education,plays a significant role in enhancing the scientific literacy of girls. Based on a systematic review and analysis of the literature,this paper finds that informal contexts have unique functions in promoting girls’science learning:they extend learning time and space,encouraging the cultivation of a growth mindset in girls’science learning;they create rich contexts,helping girls’interest in science;they take care of gender-specific qualities’helping girls to build a solid scientific identity;and they coordinate with the family and the school,laying the foundation of lifelong science learning for girls. There are four main strategies to promote girls’science learning through informal contexts:taking into account gender differences and relevance to stimulate girls’participation in science; innovating the content and form to enhance girls’interest in science and their identity;integrating resources from various sources to empower girls’science learning continuously;and implementing diverse assessments to highlight the diversity of girls’learning outcomes. This paper explores the functions and strategies of promoting girls’science learning from the perspective of informal contexts,aiming to provide new perspectives and ideas for dissolving gender differences in science learning and promoting girls’science learning.
Keywords:informal contexts;girls;science learning
CLC Numbers:G776 Document Code:A DOI:10.19293/j.cnki.1673-8357.2024.04.006
收稿日期:2024-06-03
作者簡介:呂雅潔,北京師范大學教育學部博士研究生,研究方向:科學教育,E-mail:lyuyajie@qq.com。高瀟怡為通訊作者,E-mail:gaoxiaoyi@bnu.edu.cn。