新工科背景下計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實踐

張紅軍 孫燚 張紹星 程宇

摘要：為適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，計算機專業(yè)提出復(fù)合型人才培養(yǎng)的目標。文章基于新工科視角，改革計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式，并從突出辦學特色、以學生為主體、加大產(chǎn)學研交流、開展混合教學模式和鼓勵學生參加學科競賽五個方面，對計算機專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力的提升路徑進行了探討，以期為計算機專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與發(fā)展提供參考依據(jù)，旨在全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：新工科;計算機專業(yè);人才培養(yǎng);改革;實踐

中圖法分類號：G642文獻標識碼：A

Reform and practice of talent training mode for computer professionals under background of new engineering

ZHANG Hongjun，SUN Yi， ZHANG Shaoxing，CHENG Yu

（School of Computer Science and Mathematics，AnYangUniversity，Anyang，Henan 455000，China）

Abstract：In order to adapt to the development of emerging industries such as Internet of things， big data， cloud computing and artificial intelligence， the specialty of computer science and technology puts forward the goal of compound talent training. From the perspective of new engineering， this paper reforms the talent training mode of undergraduate computer majors， and from five aspects， highlighting school running characteristics， taking students as the main body， increasing industry university research exchanges， carrying out mixed teaching mode and encouraging students to participate in discipline competitions. This paper discusses the ways to improve the innovative and practical ability of undergraduate computer majors， in order to provide reference for the transformation， upgrading and development of computer majors and comprehensively improve the quality of talent training.

Key words： new engineering， computer major， personnel training， reform，practice

1前言

隨著我國國家新型產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級，工、農(nóng)、商、服務(wù)等行業(yè)與高新技術(shù)呈現(xiàn)廣融合、深交叉的特點。其中，信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用更是突飛猛進，如大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)對現(xiàn)代工商業(yè)和人才培養(yǎng)產(chǎn)生了巨大影響。為滿足國家發(fā)展戰(zhàn)略需要，帶動國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)升級、拉動經(jīng)濟增長、突破國外關(guān)鍵技術(shù)的封鎖，以及搶占未來全球高新技術(shù)制高點……我國的高等教育從未如此迫切需要培養(yǎng)大量新型科技人才。大力發(fā)展新工科教育，是我國高等教育人才培養(yǎng)面向未來變革發(fā)展趨勢，也是我國從工程教育大國走向工程教育強國的關(guān)鍵一步[1]。

相較傳統(tǒng)工科專業(yè)而言，新工科專業(yè)更加側(cè)重于以互聯(lián)網(wǎng)和人工智能為核心。其中，應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)包括以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析、云計算、超算、VR、人工智能、區(qū)塊鏈等。作為現(xiàn)代高精尖技術(shù)的基礎(chǔ)學科，計算機專業(yè)正在成為國家信息技術(shù)建設(shè)的重要支撐[2]。所以，2016年，國家綜合多方面考量，決定將計算機專業(yè)定為新工科建設(shè)專業(yè)。這標志著新工科建設(shè)理念和培養(yǎng)人才模式在隨著時代不斷發(fā)展，對于計算機專業(yè)的本科人才教育及創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)提出了全新的、更高的要求[3]。

在新形勢下，地方高校如何升級建設(shè)本校的計算機專業(yè)，以滿足國家和現(xiàn)代社會新型經(jīng)濟發(fā)展的需要，以及對教育升級的需求;如何把握行業(yè)的人才需求方向，培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代新工業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)需要的本科人才;如何因材施教，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和能力適合深造研究的優(yōu)秀學生;如何培養(yǎng)出更高質(zhì)量的應(yīng)用技術(shù)型計算機本科生;如何培養(yǎng)出具有創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新意識的本科生……是目前地方高校迫切需要解決的問題。

2存在的問題及原因

2.1人才培養(yǎng)缺乏專業(yè)特色

國內(nèi)本科院校幾乎都開設(shè)了和計算機有關(guān)的課程，計算機專業(yè)也是遍地開花，但無論是課程開設(shè)、教學計劃、人才培養(yǎng)目標，各個高校均高度相似、且過于籠統(tǒng)和模糊。部分高校的計算機專業(yè)、軟件工程專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)等在人才培養(yǎng)方案和課程設(shè)置上幾乎一致，沒有很強的專業(yè)辨別度，更沒有鮮明的專業(yè)特色;均以計算機基礎(chǔ)科目為主要學習內(nèi)容，缺少對本行業(yè)在社會實際應(yīng)用中的專業(yè)技能分析，導(dǎo)致學生畢業(yè)后無法快速適應(yīng)崗位，甚至不能勝任相關(guān)工作。此外，部分高校的相關(guān)專業(yè)理論課程較多，缺乏技術(shù)課程，實際操作與動手實驗的課程較少。計算機專業(yè)本就屬于應(yīng)用性比較強的專業(yè)，但是很多高校仍然采取以理論知識積累為主的課程設(shè)置方式，沒有將側(cè)重點放在實踐應(yīng)用課程上[4～6]。目前，計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方案與地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和社會發(fā)展需求極其不適應(yīng)，發(fā)展思路存在一定的局限性。教師在學生能力培養(yǎng)中，僅關(guān)注他們的基礎(chǔ)課程成績，而忽視對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學生對計算機知識掌握不牢固，缺乏學習興趣和足夠的能力提升意識，導(dǎo)致他們在就業(yè)市場中無法真正的獲得社會的認可，就業(yè)發(fā)展受阻，從而影響了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.2課程體系設(shè)置不科學

國內(nèi)主流的計算機專業(yè)教育模式為“3+1”，即3年學校學習，最后1年社會實習。這種教育模式限定學生要先學習理論，再實際操作。而在學校的實際教育中，往往由于教學時長的限制，導(dǎo)致學完理論課程，實際操作的教學時間不夠。最后的結(jié)果便是，學生“眼高手低”，理論一堆，動手不會。再者，計算機專業(yè)的教科書也存在更新迭代緩慢、內(nèi)容滯后、所學無法滿足行業(yè)的應(yīng)用要求的問題。相關(guān)行業(yè)主體為了確保自己在商業(yè)競爭中不被淘汰，不斷推陳出新，創(chuàng)新迭代技術(shù)。而作為培養(yǎng)人才的學校沒有行業(yè)競爭壓力，所以教學內(nèi)容會落后于行業(yè)發(fā)展。高校教師在授課過程中也沒有競爭壓力，所以會忽略高新技術(shù)的講授與應(yīng)用。

計算機是一門應(yīng)用性很強的學科，在社會生產(chǎn)和生活領(lǐng)域占據(jù)重要地位。由于計算機專業(yè)的實踐性非常強，這就要求高校計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方案要不斷與時俱進，依據(jù)當前新技術(shù)發(fā)展和人才市場招聘崗位的需求不斷更新課程體系，同時要求師資隊伍建設(shè)不斷完善，教師的專業(yè)技能不斷擴充。但實際上，重理論輕實踐的傳統(tǒng)教學模式很難達到“新工科”的培養(yǎng)要求，教學質(zhì)量也無法達到預(yù)期標準。原有專業(yè)人才培養(yǎng)方案與國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展沒有接軌，培養(yǎng)方案不具有前沿性，最終導(dǎo)致實踐教學與理論教學脫鉤。

2.3師資結(jié)構(gòu)不合理

部分高校計算機專業(yè)的教師屬于“理論派”，無法主導(dǎo)完成一個完整的項目，缺乏項目實戰(zhàn)能力。由于教學時長、培養(yǎng)模式、年齡、時代等因素限制，部分高校計算機教師不但缺乏實踐技能、缺少工作決策能力、忽略分工合作，在持續(xù)學習、獲得本專業(yè)最新知識方面，也有不足。在教學過程中僅關(guān)注學生理論知識的掌握，而缺乏對學生實踐能力和創(chuàng)新思維的關(guān)注與培養(yǎng)。但是，提高相關(guān)高校教師的專業(yè)能力，提高學生的整體專業(yè)技能，僅通過傳統(tǒng)的課堂授課、機房實操等教學手段很難達到預(yù)期目標。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”教育時代的到來，教學智能化水平逐步提高，教學手段可選擇性增加。傳統(tǒng)課堂參與度低，缺乏積極性，教學效果不盡如人意。計算機專業(yè)教師未能充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”先進教學模式的作用，教師隊伍知識更新跟不上，以“互聯(lián)網(wǎng)+”為基礎(chǔ)的先進教學模式，如翻轉(zhuǎn)課堂、SPOC 微視頻等沒有獲得最佳應(yīng)用，使得教學內(nèi)容與知識結(jié)構(gòu)和現(xiàn)實社會需求存在較大差距，這一系列因素導(dǎo)致計算機專業(yè)人才培養(yǎng)與時代脫節(jié)[7]。

3探索及實踐

3.1突出辦學特色優(yōu)勢

新工科旨在培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才，培養(yǎng)目標一定要明確，要增強教學環(huán)節(jié)的目標性，根據(jù)不同學生群體，因材施教，根據(jù)行業(yè)對于人才的最新要求，制定培養(yǎng)目標，開設(shè)專業(yè)課程。而專業(yè)課程的設(shè)置，要多調(diào)查企事業(yè)單位和公司，了解市場和學科前沿領(lǐng)域，結(jié)合其他同類院校計算機專業(yè)課程設(shè)置的原則，創(chuàng)新學校計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃，課程設(shè)置要緊跟科技發(fā)展的步伐，在滿足不斷發(fā)展變化的市場需求的同時，也要滿足不同層次的學生群體對知識的需要，按照層次定向培養(yǎng)，構(gòu)建出具有突破性、創(chuàng)新性的人才培養(yǎng)課程體系[8]。

根據(jù)全國高等學校本科教育工作會議精神和全國教育大會制定的新時代教育方針，穩(wěn)步推進本科專業(yè)建設(shè)改革，提升高校的專業(yè)建設(shè)水平，以培養(yǎng)出適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和行業(yè)要求的高素質(zhì)應(yīng)用人才，進一步提高專業(yè)與地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契合度，安陽學院在詳細了解《2018版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案》實施情況的基礎(chǔ)上，啟動了《2021版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案》的修訂工作。經(jīng)過近一年的調(diào)研、論證、修改和完善，最終制定出《2021版本科人才培養(yǎng)方案》。計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方案在基礎(chǔ)課程設(shè)置上，根據(jù)學生的興趣愛好和未來職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，將必修課分為通識課程、學科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和教師教育課程;在專業(yè)課程設(shè)置上，根據(jù)學生的未來職業(yè)發(fā)展規(guī)劃需要，分為師資型人才培養(yǎng)方向、研究型人才培養(yǎng)方向、應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向。本專業(yè)學生最低須修滿162學分，并滿足以下條件：必修課118學分（通識教育課程平臺46學分）;選修課44學分（限選課30學分，任選課14學分）;實踐教學環(huán)節(jié)45學分。加大實踐教學的比重，實踐教學環(huán)節(jié)的學分為45，占總學分的比例為27.78%，學時為612，占總學時的比例為23.37%。

3.2以學生為主體

改變教師“一言堂”的填鴨式教學方式，傳統(tǒng)課堂為“滿堂灌”，學生全程被動聽、被動學。新型課堂偏向“文化沙龍”，師生互動、相互討論。強調(diào)以學生為主體，教師為指導(dǎo)，調(diào)動學生主動學習的積極性。學生上課“坐成一排”變成“坐成一桌”，以便相互討論交流，變學生被動接受知識為主動獲取知識。教師主要對學生學習起引領(lǐng)和指導(dǎo)的作用，實現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學生主體”的高效課堂[9]。

考慮到工科專業(yè)課程的難度、教學條件的客觀限制，而且很多學生此前從未接觸過相關(guān)項目。安陽學院聘請來自企業(yè)的雙師型工程師為計算機專業(yè)學生講授“PHP 開發(fā)”“Android 開發(fā)實訓(xùn)”“電子產(chǎn)品設(shè)計制作實訓(xùn)”“J2EE 軟件商業(yè)項目開發(fā)實訓(xùn)”“綜合課程設(shè)計”等實訓(xùn)課程，將知識與能力、思維與方法、技術(shù)與創(chuàng)新融入課程培養(yǎng)目標。同時，開設(shè)微課、MOOC 、混合式課程等形式豐富的選修課，以擴大學生的選擇面，滿足其個性發(fā)展和職業(yè)生涯的需要，并充分應(yīng)用人工智能和 VR 等計算機技術(shù)增加課堂含金量，提高學生的學習興趣和教師的教學效率。

3.3加大產(chǎn)學研交流合作

新工科教育目標是培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，在專業(yè)實踐的基礎(chǔ)上強調(diào)創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是新工科建設(shè)的宗旨。在新工科背景下，校企聯(lián)合培養(yǎng)模式需要得到強化和發(fā)展，使學生在學校里打下扎實的理論基礎(chǔ)，在企業(yè)的平臺上動手操作，學習最新的行業(yè)技術(shù)。在這種校企合作的培養(yǎng)、教學模式下，可以達到企業(yè)、學校、學生三方共贏。企業(yè)可以培養(yǎng)符合自己要求的高校人才作為人力資源儲備，學生不但提高了動手實操能力，更可以學到行業(yè)的最新技術(shù)，而作為高校方，在與企業(yè)合作的過程中可以了解行業(yè)的一線發(fā)展情況和行業(yè)的最新需求，以找準自己的研究方向，解決行業(yè)難題。同時，高校需要更新課程設(shè)計和人才培養(yǎng)方案。通過政府搭臺、企業(yè)支持、高校對接、共建共享，深化產(chǎn)教融合，促進教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈有機銜接，以新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)發(fā)展的最新需求推動高校人才培養(yǎng)改革，形成“高校-企業(yè)-政府”等多元主體協(xié)同育人的新模式[10]。

近年來，安陽學院將計算機、物聯(lián)網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò)工程等信息類工科專業(yè)和北京千鋒互聯(lián)科技有限公司開展教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目《信息類專業(yè)課程師資應(yīng)用能力提升培訓(xùn)》深度合作，該合作屬于師資培訓(xùn)類，合作企業(yè)向?qū)W校提供經(jīng)費支持、師資培訓(xùn)、技術(shù)咨詢、平臺共享等，將行業(yè)技術(shù)的最新進展、行業(yè)對人才最新要求引入學校教學過程，推動學校教學內(nèi)容創(chuàng)新、打造新的教學體系，迭代更新教材、提供行業(yè)最新教學項目等資源并推廣應(yīng)用，我校和企業(yè)合作開展校企專業(yè)共建、聯(lián)合培養(yǎng)本科生、雙師型教師互訪、產(chǎn)業(yè)學院建設(shè)，深化教、學、研融合等工作，提升教師的教學水平和學生的實踐能力。同時，我校與武漢易思達科技有限公司開展教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目《互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下計算機專業(yè)實踐基地建設(shè)研究》深度合作以及與新開普電子股份有限公司項目開展教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目《大數(shù)據(jù)背景下計算機專業(yè)實踐教學改革研究》深度合作，上述兩項合作屬于實踐條件和實踐基地建設(shè)類。具體實施方面，為合作企業(yè)提供資金扶持，并且向我校提供硬件設(shè)備或軟件平臺，支持我校建設(shè)相關(guān)專業(yè)的實驗室、實踐基地等。通過上述企業(yè)接收我校學生實習實訓(xùn)，實現(xiàn)提高我校相關(guān)專業(yè)的教學質(zhì)量。通過與企業(yè)進行深度實踐條件和實踐基地建設(shè)類產(chǎn)學研協(xié)同育人合作，較好地解決了我校計算機專業(yè)教學實踐基地缺乏、實驗設(shè)備和雙創(chuàng)教學平臺較少的問題，打破了學校與企業(yè)間的壁壘，實現(xiàn)了技術(shù)與師資優(yōu)勢的互補，拓寬了學生的實習渠道，為學生日后的就業(yè)與發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)的平臺，最終促進高校和企業(yè)的共同發(fā)展、互利共贏。

3.4開展線上線下混合教學

混合式教學模式是一種結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)線上教學資源與線下傳統(tǒng)課堂的新型教學模式。通過結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)線上教育資源的多樣性、趣味性與傳統(tǒng)線下課堂的優(yōu)勢，將學習效率、教學成果最大化。融合多種技術(shù)，建設(shè)線上教學平臺，搭建師生、生生多元交流平臺，開展線上教學和線上線下混合式教學;建設(shè)智慧教室、虛擬實驗教學平臺等多元化教學環(huán)境，組織翻轉(zhuǎn)課堂、研討式教學等“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的課堂教學模式。

根據(jù)新工科專業(yè)課程的教學要求，借鑒兄弟院校的成功經(jīng)驗，安陽學院充分利用教學平臺資源，將“Python 程序設(shè)計”“數(shù)字電子技術(shù)”“單片機原理及應(yīng)用”等設(shè)置為線上線下混合課程。專業(yè)課教師在課堂教學中引進中國大學 MOOC 等優(yōu)質(zhì)線上教育資源，結(jié)合學生的實際學習情況，以線下課堂為補充，將學校課堂時間最大化利用起來。在“課前預(yù)習”“課后復(fù)習”等環(huán)節(jié)充分利用以“雨課堂”為代表的智能學習工具，進行質(zhì)量把關(guān)檢驗。

在課堂檢驗與成果評測上，為方便教師充分、全面了解學生的掌握情況，每節(jié)課都設(shè)計了多道測試題目，編寫了《隨堂檢測》《單元檢測》《知識點題》等習題冊，供本校師生使用。為方便學生課后學習，每一題都錄制了線上 MOOC 講解。學生先行自測，測后觀看解答視頻，并反饋問題，充分利用課后時間，發(fā)揮學生主觀能動性。我校的這種學習模式打破了課堂時間限制，線上學習資源可反復(fù)學習觀看，對于基礎(chǔ)差、接受慢的學生更為友好，滿足了不同的學生的多元化學習需求。

3.5鼓勵學生參加專業(yè)學科競賽

在不同領(lǐng)域的學科競賽中，學生可以通過競賽中遇到的問題，不斷創(chuàng)新自己的思維，增強自己的實際動手能力，學院不斷加大力度鼓勵學生參加各科競賽，積極開展相關(guān)培訓(xùn)，為學生提供實驗場所、設(shè)備。實踐證明，參加過各種競賽的學生在面對各種實際問題時更加從容，在就業(yè)創(chuàng)業(yè)過程中優(yōu)勢明顯。學生自己組建解決團隊，實施解決方案，從而獲得解決實際問題的經(jīng)驗。

安陽學院在“知識、能力、實踐”三位一體的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下，積極引導(dǎo)學生參加各種競賽以及應(yīng)用性、綜合性、創(chuàng)新性實踐活動，努力將學生培養(yǎng)成“專業(yè)知識好、實踐能力強、基本素質(zhì)高、上手快可持續(xù)”的應(yīng)用技術(shù)型人才，先后組織計算機專業(yè)學生參加中國大學生計算機設(shè)計大賽、藍橋杯全國軟件大賽、全國數(shù)學建模競賽、中青杯數(shù)學建模競賽、電工杯數(shù)學建模競賽等。賽前學校給予大力支持，安排專業(yè)教師組織學生積極備賽，參賽師生針對大賽要求認真分析，科學制定培養(yǎng)方案。近三年，先后榮獲國家級獎項2人，省級一等獎8人，省級二等獎26人，省級三等獎40人。獲獎學生紛紛表示通過本次比賽將專業(yè)課程與技能大賽緊密結(jié)合，得益于學院突破傳統(tǒng)的“重理論、輕實踐”的教育觀點，完善的課程實訓(xùn)體系。通過學科競賽，有效激發(fā)了學生學習的積極性，使學生的基礎(chǔ)更扎實、知識面更寬、素質(zhì)更全面，培養(yǎng)了學生的動手能力和協(xié)作精神，幫助學生突破由理論到應(yīng)用的學習，培養(yǎng)學生應(yīng)用知識解決問題的實踐能力，達到了“以賽促學、以賽促教、以賽促創(chuàng)、賽學結(jié)合”的目的，為學院培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才奠定了基礎(chǔ)。4應(yīng)用效果新的人才培養(yǎng)模式在安陽學院計算機專業(yè)試行后，取得了良好的效果，86%的學生認為，以前知識的學習在課堂，知識的內(nèi)化和提升是課堂通過作業(yè)和測試或?qū)嶒瀸嵺`來完成的;改進教學手段和教學方法之后，現(xiàn)在知識的學習在課外，知識的內(nèi)化和提升是通過課堂上教師針對性講解和學生之間的互動來完成的。人才培養(yǎng)方案的改革激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的創(chuàng)新和實踐能力，學生的學習成績明顯提高，動手能力和實踐能力也大幅提升，計算機專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率也得以提升，個別學生還能實現(xiàn)月薪過萬元的高薪就業(yè)目標。

5結(jié)束語

本文以安陽學院計算機專業(yè)為例，基于新工科背景，開展了人才培養(yǎng)模式的改革探索，通過實踐證明，學生的創(chuàng)造性思維得等到了培養(yǎng)，理論知識水平和實踐動手能力也有了較大提升。在未來，我們還將繼續(xù)深入研究本課題，更好地協(xié)調(diào)新工科與專業(yè)培養(yǎng)方案一致，從而培養(yǎng)更多更好的應(yīng)用技術(shù)型人才。

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[10]張萬禮，楊小瑩.新工科背景下大數(shù)據(jù)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究[J].寧夏師范學院學報，2020，41（1）：97?101.

作者簡介：

張紅軍（1979—），碩士，副教授，研究方向：信息技術(shù)教育。孫燚（1973—），碩士，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)。張紹星（1977—），碩士，講師，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)。程宇（1996—），助教，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)。