數字信息化時代土木工程學科轉型升級策略

［摘 要］為持續優化學科專業布局，推動新工科背景下學科深度融合，西南交通大學土木工程學院以守正創新促轉型為著眼點，聚焦國家重大戰略需求與跨學科戰略領域，以及核心行業、優勢主導新興產業與未來產業，以服務國家和區域經濟社會發展戰略為導向、以高質量發展為內核、以學科建設為牽引、以學科交叉融合為抓手、以深化改革為動力、以資源合理配置為保障，加強新時代土木工程學科頂層設計，提出學科轉型升級策略，著力解決急需人才供給不足，學生學用脫節、實踐經驗缺乏、創新能力不足，拼盤式科研、單一學科導向的科技轉化與社會需求錯位，以及領軍人才儲量不足、師資總控下人才隊伍結構不合理等問題。西南交通大學土木工程學院堅持政策同向發力、要素有序流動、資源聚集融通，以期實現服務學科高質量發展的聚合突破和倍增效應。

［關鍵詞］學科建設；新工科；土木工程；數字信息化

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）13-0022-07

當今世界正經歷百年未有之大變局和以智能化、信息化為特征的第四次工業革命的沖擊與影響，高校學科組織方式、人才培養模式都在發生深刻變化[1-2]。當前，我國高校學科壁壘問題仍然存在，傳統院系的設置在學科壁壘和學術資源碎片化等方面的問題凸顯，而現代科學技術的進步高度依賴超學科、跨學科的交叉融合[3]。土木工程一級學科涉及眾多方向，各方向雖然相對獨立，但隨著數字信息化、工程建設智能化的推廣，各方向縱橫交叉融合，在深度和廣度方面的聯系愈顯密切。因此，結合高等教育人工智能及新工科發展趨勢和需求[4]，探索土木工程學科轉型升級策略，對提升高等教育質量、培養面向數智時代的復合型人才具有重要的理論及現實意義[5-8]。本文對標《教育強國建設規劃綱要（2024—2035年）》，緊扣“教育強國、交大何為”的時代命題，把握新一輪“雙一流”建設的機遇，突破學科發展“單學校、單學科”、科研組織“小而散、固質化”、人才培養“學科化、院系制”的瓶頸，提出土木工程學科轉型升級策略。

一、土木工程學科面臨的問題及挑戰

隨著國家戰略發展、行業滌故更新、學科深度融合和專業轉型潮涌[9-10]，土木工程學科面臨的挑戰和問題越來越突出。如何立足加快建設本領域重要人才中心和創新高地，在符合科學發展規律和人才培養規律的基礎上，蹚出一條具有交通特色的“世界一流學科”建設之路，是新形勢下亟須思考和探索的問題。

（一）師資隊伍方面

在土木工程學科轉型升級的過程中，師資隊伍存在交叉學科和新工科專任教師較少、高層次人才學科分布不合理、領軍人才缺乏等問題，學科轉型升級的激勵和保障機制還需要進一步完善。西南交通大學土木工程學院（以下簡稱學院）專任教師隊伍規模雖然較大，但學緣結構不合理，系室分布不均衡，部分系室甚至存在人才斷層風險，支撐學科轉型升級的新興領域教師嚴重缺乏；博士后與專職科研隊伍規模相對較小，科研創新活力不足；與同類型高校相比，高層次人才數量偏少，在教師隊伍中占比也偏低，且差距仍在進一步拉大。

數字信息化的推廣加劇了不同學科交叉融合的發展勢頭，一些重要科學問題和關鍵核心技術呈現出革命性突破的先兆。在此背景下，擁有能夠在智能建造領域科研“戰場”上指揮不同“兵種”展開“大作戰”的領軍人才和戰略科學家就顯得尤為關鍵。面對新興領域基礎薄弱、部分關鍵核心技術被“卡脖子”的問題，學院需圍繞學科轉型升級進行更好的統籌與規劃，建設充滿活力的人才生態，使具有戰略潛質的青年人才自由生長。同時，探索新興領域、解決國家戰略問題抑或是關鍵核心技術被“卡脖子”問題等都離不開團隊作戰，學院亟須瞄準新興領域、學科前沿和國家戰略需求，出臺一系列人才梯隊建設支持計劃，持續培養更多學科領軍人才。

（二）人才培養方面

隨著第四次產業革命的興起，以人工智能為代表的新一代信息技術正在推動傳統建筑業邁向“智能化”的轉型之路，我國已經處于傳統建造向工業化建造和智能建造邁進的重要窗口期。新工科轉型需要教師重構多學科交叉與多領域協同的知識體系。長期以來，受分科課程教學模式的影響，不同學科課程的教學方式、學科思維相對獨立，教師習慣用固定的學科教學思維方式組織實施教學活動，學生接觸的教學方法、學習方式比較單一，使得不同學科課程的知識內容、學科思維、課程資源難以互融互通，跨學科融合的教學理念沒有真正樹立。與此同時，中國高等教育自改革以來，已從“精英教育”轉為“大眾教育”，人才培養的目標定位、市場需求均已發生變化，因而本、碩、博的人才培養方案和課程體系均須相應改變。此外，當前教材內容前沿性不足，與學術前沿、科研銜接得不夠緊密，課程體系中涉及本學科最新研究成果的內容不夠豐富；課程設計系統性不足，針對學生創新能力培養的課時不足。因此，妥善處理教師轉型升級的內生動力與行業變革、市場需求的關系，激發專業教師突破舒適區的內生動力，幫助優化專業教師的知識結構，建立多學科交叉機制，克服學科協同的適應性問題，是改革成功的關鍵。

高等教育的根本任務是立德樹人，高校教師必須以教書育人為己任，教與學相長、教與研相融，不斷提升自身的綜合能力與素養。現行的人才引育機制注重科研訓練、業績和成果，弱化了對新進教師工程實踐能力和教育教學技能的訓練，在人才培養方面的不足越來越突出。在產業變革、數字化轉型等外部環境的影響下，企業對畢業生的專業能力、工作態度、心理抗壓能力、應變能力和適應能力等的要求越來越高。因此，亟須開展數字信息化背景下新工科人才培養改革。

（三）科研、學科建設方面

“十四五”期間，國家明確了以智能建造為建造方式、以數字化推動全面轉型、以綠色化實現可持續發展的土木工程創新發展模式。面向這一目標，亟須開展土木工程同數學、信息技術、機械與自動化、材料學等學科的交叉融合，將云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等多元技術引入土木工程學科，并深入探尋設計數字化、建造智能化、材料低碳化、防災韌性化、運維自動化等前沿領域中蘊含的關鍵科學問題，結合自身優勢、資源和未來規劃開展創新性基礎研究。然而，當前的科技成果在創新性及適用性等方面距國家科技戰略需求和前沿定位還存在一定差距。

學科轉型升級的實質在于瞄準新增長點、實施交叉融合、開展創新基礎研究，轉型的目標在于提升學科核心競爭力、不斷滿足國家的人才培養和科技創新需求，而學科排名正是其重要表現形式之一。當前，應增加科研成果總量，提升關鍵指標達成度，進而支撐學科評估和國際排名。與此同時，新一輪學科評估中提出的專利轉化數量和金額亦是當前學院土木工程學科相對欠缺的指標，在授權發明專利總量可觀的情況下出現此局面，在一定程度上反映出既有專利成果的技術優勢和轉化應用價值亟待提升。

（四）科研平臺方面

當前，國家創新體系建設正處于由大到強、由分散到聚集、由量變到質變整體躍升的關鍵階段，科研投入逐年增加，物質條件日漸完善，但仍存在協同創新能力弱、高質量原始創新少、資源配置效率低等問題。以學院7個國家級、省部級科研平臺為例，各平臺像一個個孤立的“創新島嶼”，缺乏內部協調與整合，限制了“島嶼”之間的溢出，難以形成“群島效應”。同時，由于知識產權歸屬、利益分配等關鍵環節不明晰，難以有效調動創新生態產業鏈各環節開展協同創新，造成科研合作回報低、周期長、風險高等問題，對科研平臺和社會資源的頂級合作形成了阻力。此外，科研平臺建設年代久遠，難以支撐新工科專業建設和滿足學科交融育人需求，且科研平臺對專業教學反哺有限，需加強對人才創新能力的培養。

二、土木工程學科轉型升級的必要性和緊迫性

針對基礎設施建設領域，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》明確指出，要統籌推進基礎設施建設，構建系統完備、高效實用、智能綠色、安全可靠的現代化基礎設施體系。《“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》明確了綜合交通運輸體系的發展目標：到2025年，基本實現一體化融合發展，智能化、綠色化取得實質性突破，綜合能力、服務品質、運行效率和整體效益顯著提升，交通運輸發展向世界一流水平邁進。其中，通過與第五代移動通信（5G）、物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術深度融合，新型基礎設施建設取得重大進展，交通基礎設施數字化率顯著提高。同時，交通基礎設施綠色化建設比例顯著提升，資源要素利用效率持續提高，碳排放強度穩步下降。作為國家中心城市，成都地處中國西南腹地，占據川藏鐵路等重大工程實施的前沿陣地。而《成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要》的發布，更是為區域工程建設發展創造了巨大空間。

“十四五”規劃明確了堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，應以創新驅動提升技術水平，在勘察、設計、建造、管理、運營等環節全方位實現符合時代需求的升級更新。高校作為開展創新研發的關鍵主體之一，應緊密圍繞國家重大需求引領發展方向，尤其應為區域建設作出突出貢獻，這也是一流學科建設的重要目標和意義。學院作為中國土木工程學科的發祥地之一，身處改革創新的巨大浪潮之中，面對大國崛起的歷史機遇，應順應大勢，主動尋求改革，強化前沿交叉學科布局，提升自主創新能力，提高重大工程服務適應性，不辱百年名校的使命。

三、土木工程學科轉型升級策略

在綜合試點改革成效、類比并挖掘學科面臨問題與挑戰的基礎上，學院在把握新一輪“雙一流”建設機遇的同時，主動根據自身辦學需求、辦學條件，對接國家急需和學科前沿，全面推進學科轉型升級，面向智能建造打造改革示范田，力求在“強特色、促轉型”的一流學科建設上不斷取得新突破。

（一）強化頂層、鼓勵交叉、優化學科、建立發展特區，催生高水平師資新格局

未來5年，學院將聚焦“學科轉型升級”這一總目標，強化頂層設計，加大力度引進領軍人才，構建優秀青年人才成長發展特區，強化團隊育人功能，全面優化師資隊伍結構，使師資隊伍規模適當、結構合理、梯隊合適，建設具備跨學科、高水平、創新能力的一流師資隊伍。

在此過程中，學科建設及發展需進一步打破專業壁壘，大力引進具備多學科背景的尖端復合型人才，以“人才與學科吻合度、交叉創新能力、融合團隊建設”為引才標準，同時抓住國家新的人才項目資助契機，如“海外優青”“火炬計劃”“長江講席”等，引進具有跨學科經歷、善于組織大兵團作戰的“塔尖”式戰略科學家和學術領軍人才。“塔尖”教師利用自身優勢，整合資源搭建大團隊、牽頭大項目、催生大成果，全面發揮引領帶動作用，積極為“塔身”中青年教師成長提供支撐條件，幫助其快速成長。學院可以設置交叉學科學術帶頭人，推動跨學科學術團隊建設，鼓勵團隊跨學科合作，不斷增強教師的交叉創新能力和國際競爭力，培育新興土木交叉學科領域的開拓者和復合型人才，加速“土木+”“智能+”高水平創新人才集聚。此外，建立優秀青年教師成長發展特區，充分發揮團隊育人功能，探索建立青年拔尖人才長期穩定支持機制，選擇一批“有研究基礎、有轉型志向、無職稱壓力”的優秀青年教師進入特區，實施面向學術評價的長周期綜合考核機制，開展新興學科的自由探索，進而孕育新興學科人才增長點，建立交叉人才培育新體系。

（二）厚植底蘊、勇于轉型、重塑育人體系，培養新時代接班人

學院始終堅持立德樹人根本任務，聚焦“培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人”的核心問題，從思想政治、培養體系、教育教學資源、師資隊伍等方面著力，明確“對接國家戰略需求，培養新時代土木創新人才”的人才培養總體思路。經過建設，學院將實現專業與人才培養布局重構，建立面向新工科的高層次創新人才培養體系，建成一支信念堅定、敬業奉獻、能力突出的育人“鐵軍”，建成一批專業融匯、學科融通、資源匯聚的創新人才培養教育教學資源，搭建一個數字化學生成長發展全過程監測平臺，構建“教師—輔導員—學生”協同育人體系，全面支撐土木工程學科的轉型升級。

同時，學院進一步加強土木工程學科專業發展規劃和前瞻布局，鼓勵引導學科專業“育、增、撤”，著力提高學科專業建設與國家戰略急需、區域發展、學生全面發展的適配度；穩步推進適應新技術、新材料、新能源、“智能+”等“高精尖缺”專業人才培育，增設機器人工程、智能感知工程等戰略性新興產業相關專業和區域發展急需緊缺專業。學院堅持質量優先、貢獻優先的原則，引導發展緩慢、人才培養支撐力不足、貢獻不大的學科有序進行“并、轉、撤”，對于報考熱度低、調劑率高、專業分流后學生仍不飽和、就業率低或周期性合格評估和專項核驗不達標的學科和專業，主動協助校內調整，并逐步減少、暫停招生或撤銷學科和專業。

基于面向產出的理念，學院建設數字化的課程達成評價系統與畢業要求達成系統，實現針對學生個體的學情分析與預警。數字化學生綜合素質評價系統將思想品德、社會服務、課堂表現、學業進展作為個人和集體評獎評優的重要依據，引領學生重視學風學業，實現知識、能力、素質綜合發展。“教—輔—學”交流系統的建設將實現專業教師、輔導員與學生的順暢溝通，專業教師將學生的課堂表現、階段性學習效果和個體事件及時反饋給輔導員，會同輔導員做實深度輔導，協商解決方案，切實提高育人實效性和針對性。

學院基于數字化學生發展平臺，以學生為主體，通過專業教師抓“點”、班導師抓“線”、輔導員抓“面”，加強對學生知識儲備、情感觀念、思維規律、動機需求、行為能力等方面的立體關注與過程調研，促進學教和諧、師生相長。數字化技術的利用將全力調動學生的學習興趣，圍繞學生專業志趣營造泛在學習環境，加強智能與交互式學習引導，拓展“互聯網+教育”新方法，提供全面精準教育服務和宣傳推送，引導學生珍惜學習時光、增長見識、豐富學識。

（三）智能引領、交叉融合、孕育新增長點，變革科研范式

學院堅持“深化優勢、智能引領、交叉融合”的思路，持續深入開展原創性基礎研究和關鍵技術研發，拓寬國際視野，提升原始創新能力，在保持交通特色的基礎上，大步推動傳統優勢學科和弱勢學科協同發展，不斷拓展優勢領域。學院面向重大工程建設領域，圍繞川藏鐵路、成渝地區雙城經濟圈等重點項目全面加強高水平科技創新人才隊伍建設，培育高水平科技創新成果，提升基礎研究水平，打造高水平科技創新平臺。學院通過優化學科布局與學科生態、推進學科交叉融合，鼓勵在基礎研究方面勇于探索、突出原創、應用牽引、突破瓶頸，實現學科發展的質、量并舉，探索科研改革新路徑，培育并形成新的學科增長點，實現土木工程學科的全面轉型升級。

在智能引領轉型方面，學院瞄準土木工程智能建造與運維方向，面向人工智能、空天科技、深地深海、應急救援、防災減災等戰略急需和新興領域，持續拓展土木工程學科發展新方向，前瞻性布局建設一批向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進、向綜合交叉發力的戰略性新興交叉學科，包括極端環境建造、自主智能機器人等二級交叉學科。

圍繞數字化建造、綠色建造和新型建筑材料等前沿交叉領域，面向45歲及以下青年教師分批次試點成立交叉創新科研團隊，配套相應經費，并考慮從國內外引進一流學者作為團隊負責人，旨在打破既有系室的局限，對接和解決世界前沿科研問題。交叉創新科研團隊的建設將緊扣學科轉型目標，以初步形成科研新方向為訴求，以國家級重點項目申報數量、前沿交叉方向課題立項經費金額、成果落地轉化情況、省部級科研獎勵獲得情況等高質量顯性指標為考核依據，輔以動態調整機制，為土木工程學科的轉型升級打下扎實基礎。與此同時，效仿科技部及多地政府施行的“揭榜掛帥”項目的成功經驗，開設基礎研究型和技術引領型兩類“揭榜掛帥”項目，要求契合交叉前沿學科領域要求，形成學科增長點。基礎研究型項目內容由學院根據未來學科規劃方向，結合區域、全國乃至全球關注的熱點科學及基礎理論瓶頸共同確定。技術引領型項目則通過向學院、學校以及已簽署產學研或校企戰略合作協議的企業征集交叉前沿領域亟待解決的技術難題，要求有需求的單位提供一定比例的配套經費。“揭榜掛帥”項目可不以項目申報、論文發表和授權專利等常規指標作為考核手段，但在項目立項后，“揭榜掛帥”項目團隊須簽署“軍令狀”，明確約定“里程碑”考核節點、經費撥付方式、獎懲措施和成果歸屬等，在項目實施階段將榜單任務目標擺在突出位置，集中優勢資源，全力開展限時攻關。學院將制定項目實施進度評估機制，采取“甲方”和“大同行”共同評審的方式，按約定的“里程碑”分階段進行考核，對考核不通過的項目予以叫停，并限期退回相應經費。設置專項經費用于上述項目團隊或個人的基本薪酬和績效激勵，收入以不低于學院同等崗級的平均收入為準。在研究生招生指標、辦公條件、實驗設備等資源方面予以傾斜，配置應高于學院同等級崗位的平均水平。

學院建立健全交叉學科創新發展體制機制，推動以研究任務為牽引、人才培養為路徑的協同創新機制，加強交叉學科教師團隊建設，完善交叉人才培養機制。圍繞國家戰略需求和國際科學前沿，學院將設置多學科會聚研究項目，探索多學科會聚方案，集中打造學科資源、人才隊伍、戰略平臺、科研項目、研究生培養等要素聯動的創新載體，著力提升交叉學科發展水平。針對學科評估和排名體系中缺失的科研成果指標，學院將進一步激發團隊建設成果體系的潛力和動力，在推動以團隊為主體的科研成果建設的同時，加快團隊考核制度的形成，完善針對團隊及其成員的成果指標制定，實現團隊內部的優勢互補和資源共享，為高質量成果的平穩增長創造條件。

（四）強化原創、綠智融創、深化科教互哺，重塑科教創新平臺體系

學院將圍繞綠色新型材料、數字化建造和智能化運維等新興研究方向，鼓勵原創性科研儀器研發，營造科研儀器創制的氛圍，為學科轉型升級提供更新穎、更智能、更高效的手段和工具，進而催生重大創新科研成果。學院立足工程科學的國際前沿、國民經濟和國防建設的重大需求，致力于服務交通基礎設施設計數字化、設施生態化、運維韌性化以及管控智能化研究，將科研實驗室打造成為提升人才培養、科學研究、學術交流以及社會服務水平的重要平臺。學院立足“以本為本”根本任務、四個國家級一流專業和一個省級一流專業群建設需求，致力于既有基礎實驗室升級、新工科專業實驗室創建、新興實驗教學技術引進和實驗教學新制度建設，將教學實驗室打造成為推動“四新”建設、做強一流本科、培養一流人才的重要載體。

學院積極構建綠智融創教學平臺，以涵蓋傳統專業、新工科的線下融創立體課程池與覆蓋本、碩、博的線上創新課程網為重點建設方向，建成由線下全學程30余門課程組成的多維度融創立體課程池以及涵蓋德、智、體、美、勞的10余門線上微課、慕課“雙創”課程網。學院積極推進建設數字化設計實訓室、機器人建造實訓室、3D打印創新實訓室、智能檢測與傳感實訓室、虛擬與增強實訓室，落實綠智融創領域的實訓、實驗支撐條件保障，增加綠色建造、智能建造、綠智融創三個定向專題的創新實驗以及大學生科研訓練計劃（SRTP）項目的供給數量，擴大學生受益面。

學院進一步搭建并深化“產—學—研”一體化實訓基地，與聯盟企業共建綠智創業實訓平臺，教育和引導在校學生到創業型企業進行創業見習，近距離接觸創業核心團隊，幫助學生拓寬視野并積累創業實踐經驗。學院持續推進綠智創業孵化站建設，以綠色建材、智能建造先進產品和技術開發為核心，精細孵化大學生創新創業訓練計劃項目和中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽項目；通過開展供需對接就業育人項目，依托“產—學—研”融合，共同開展人才培養、就業創業工作。學院深化聯盟企業實習點建設，從就業共導、校企聯動、生涯共劃等方面建立長效機制，推動人才培養與就業有機聯動、人才供需有效對接。

以新工科專業建設為契機，學院建設工程數字化與知識工程實驗室（勘察設計）、智慧城市與交通智能建造實驗室（建造施工）、交通工程結構大數據與智能運維實驗室（運維）、智能建造實踐教學工場，組建“智能+”跨專業實踐教學團隊，在“實習、實驗、實訓、實戰”多環節中，實現多專業知識結構交融，促進學科交叉融合，助推學科轉型升級。

（五）轉變觀念、激發活力、推進內涵式發展，開創國際合作新局面

學院以一流學科建設為導向，以一流團隊建設為主體，外引內培、雙輪驅動，加快師資國際化整體水平提升。充分發揮中外合作辦學項目——西南交通大學利茲學院土木工程專業的輻射效應、溢出效應和帶動效應，對標國際工程教育專業認證，構建全英文教育教學團隊，更好地發揮人才培養的示范作用。學院將高水平全球合作作為建設一流學科的重要加速器，面向全球廣泛延攬優質教育和學術資源，主動搭建更高層次、更寬領域的全球開放合作平臺，持續提升學院國際學術聲譽。學院以共建“一帶一路”、建設交通強國為契機，在“高等學校學科創新引智計劃”、“海外一流學科伙伴行動計劃”、中國—印尼高鐵技術聯合研究中心、“重大交通土建工程智能建造與運維”四川省國際科技合作基地的基礎上，整合資源，以創辦高水平國際期刊、舉辦大型國際學術會議、組建交叉領域國際聯合研究團隊為重點深化國際合作，努力爭建國家示范型國際科技合作基地和國家級國際聯合研究中心。同時，積極優化國際交流合作的結構布局，深化區域合作，開拓合作渠道，擴大回旋空間，對沖外部環境變化帶來的影響，籌建中國—巴基斯坦鐵路聯合研究中心。

同時，推動在線教育國際化，完善在線教育管理體系。立足學院一流學科和特色專業，加強課程群建設，提升教師國際化授課能力，將國際在線課程納入專業培養方案，提升借助在線課程服務國際化人才培養的能力，進一步提升國際課程平臺自主技術創新能力和運營服務水平，加快推進課程認證工作。同時，學院將在跨境在線教育治理方面著力，在境外遠程學歷教育準入、在線課程學習結果認證、慕課平臺監管、在線教育資源參與合作辦學等方面研究制定相關管理規則。學院研究制定有關留學生、出訪交流學生在線遠程面試、注冊、參加學業考試和論文答辯等方面的管理規章，做好教師跨境教學的支持服務和質量管理，探索線上跨境合作新形式。

四、結語

在數字信息化時代，傳統工科專業轉型升級面臨新的機遇與挑戰。土木工程作為典型的應用型學科，其發展始終受到行業需求的牽引，而學科的不斷創新也將進一步驅動行業轉型升級。科學技術的進步和工程實踐的拓展，進一步為土木工程學科“數智”轉型提供了重要支撐。未來土木工程學科將圍繞“智能+”“土木+”，立足工程科學的國際前沿、國民經濟和國防建設的重大需求，以智能引領推動專業轉型升級和人才培養質量提升，以交叉融合促進學科特色發展與迭代發展，積極促進學科交叉融合與傳統學科轉型升級，培育學科新的增長點。“凝心聚力謀發展，守正創新促轉型”，新時代背景下積極探索土木工程學科轉型升級策略，將對進一步推進我國高等教育高水平持續發展起到積極作用，為數字信息化時代的學科建設、人才培養提供新思路。

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［責任編輯：唐玉萍］