单片机课程设计小结精编3篇

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单片机课程设计小结范文1

关键词:单片机;教学模式;教学过程;实践教学

中图分类号: 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)15-0201-03

单片机又称为微控制器(MCU),由于其体积小、功能强、价格便宜等优点,得到了广泛的应用,现已被应用于自动测量、仪器仪表、工业控制及家用电器等各个方面。民办高校电子信息工程\\专业是培养电子信息工程领域中的应用型人才,单片机课程是该专业重要的专业技术基础课程;同时本课程所研究单片机技术是电子工程师必备的应用技能,因此本课程在专业人才培养中占有非常重要的地位与作用。

一、民办高校电子信息工程专业单片机课程教学目标

根据民办高校电子信息工程专业单片机课程教学大纲的要求和学生实际,单片机课程的教学目标如下:

1.知识目标:使学生掌握单片机的基本概念、典型应用电路、程序设计方法等知识。

2.技能目标:使学生具备单片机控制系统电路分析、设计,程序编写,仿真,安装,调试的能力。

3.素质目标:培养学生独立思考、资料查询、沟通协调、团队协作、科技创新的素质。

二、传统单片机课程教学的弊端与民办高校电子信息工程专业学生的特点

(一)传统单片机课程教学的弊端

1.理论与实践脱节。传统单片机教学都是以教学为主,实验为辅。学生们对单片机的系统结构、硬件接口、编程语法都能学得很好,可是一提到利用单片机系统开发产品时,真正能动手的学生就寥寥无几了。

2.教学内容与社会需求脱节。在教学过程中,往往单片机课程教学大纲得不到及时的更新[1],教材得不到及时的更换,因此出现教学内容跟不上社会对单片机人才的需求。

3.教学方法与教学手段落后。单片机课程授课过程中,仍是以教师为主,学生为辅,学生被动地学习知识,缺乏学习兴趣,学习效率较低。

4.实验简单。许多高校都增加了实验课的比重,尽管学生们可以在实验设备上进行一些实验,但由于实验设备大多是由生产厂家做好的试验设备,程序大多数也是由厂家提供好的,许多学生做实验只是将现成的程序下载到实验设备上,观察一下结果,学生的动手能力得不到真正的提高。

5.实践少,动手能力不强。目前许多高校都认识到提高学生动手能力的重要性,也鼓励学生参加各种电子类竞赛。但对于大多数学生来说,由于之前的实践机会很少,动手能力不强,就没有勇气参加竞赛。因此,在平时的教学当中就应该多为学生提供实践的机会。

(二)民办高校电子信息工程专业学生的特点

民办高校电子信息工程专业学生男生比例大,思维活跃,爱动手操作,对喜闻乐见的实例感兴趣,可塑性强,但是一部分学生缺乏良好的学习习惯,学习主动性不高,与专业相关的知识有限。

三、单片机课程教学模式的构建与实践

根据民办高校电子信息工程专业单片机课程的定位与学生的特点,对单片机课程教学内容、教学方法、教学手段及实践教学进行了研究和改革,构建出了适合民办高校电子信息工程专业单片机课程的教学模式[2],并且在我院电子信息工程专业进行了实践,取得了非常好的教学效果。具体内容如下:

(一)教学内容的研究与改革

1.教材。教材的选择上,应选择应用性强、案例分析多的教材。例如,我院选用了哈尔滨工业大学出版社的、张毅刚主编的《单片机原理与应用》作为教材。该教材论述清楚、实例丰富、通俗易懂,适合民办高校学生。

2.教学内容。单片机课程教学内容可分为单片机基本原理与单片机接口技术两大部分。根据课程目标,以实际工程应用能力要求为核心、以工作项目为基本参照点、以学生的个性发展为根本,突出实用性与应用性,作为教学内容的选择依据,舍去了第七章存储器的扩展,因为现有的单片机片内存储器资源已经足够用了,不用再扩展,同时增加了编程仿真软件的使用与单片机应用领域中的一些前沿知识。如果完全按教材顺序进行授课,各知识点的学习相对独立,因而学生很难掌握单片机开发的完整过程。本着“以应用能力开发为教学目标,以学习项目为教学载体,以行动导向进行教学过程”这些原则为依据,打破现有的教材体系,把教学内容重新整合为10个学习项目,具体有流水灯、电机控制器,键控彩灯、双机通信,简易计算器、数字电压表、波形发生器等。这些项目从简单到复杂,从单项到综合,其教学目的具体而明确,能够激发学生浓厚的学习兴趣,有利于学生知识的掌握,更有利于学生动手能力及工程实际应用能力的培养。

(二)教学方法及手段的研究与改革

1.教学过程的研究与改革。传统的教学方式以“教师中心,教材中心,课堂中心”的“三中心”为理论核心,强调教师的主导作用,这种教学模式不利于学生实践能力与创新能力的培养。在单片机课程教学改革中,根据教学目标、课程体系及学生特点,为了更好地提高教学效果,精心构建了教学过程[3-4]。下面以键控彩灯项目为例说明教学过程的设计,整个教学过程共分为5个阶段。

第一阶段:任务布置。在上一个学习项目完成时,利用20分钟布置下一个学习项目。具体操作为首先用单片机开发板或实验箱演示键控彩灯项目实验现象,让学生感受控制现象,从而激起学生的浓厚的学习兴趣,调动学生学习的积极性,提高学习效率;然后下达项目任务书,每个项目任务分为4个层次,以满足不同层次学生的需要。项目4的任务描述:没有键按下时,控制8个LED循环点亮(流水灯)。通过按键(采用外部中断方式)随时改变彩灯的运行方式。(1)基本任务1:按一次K1,8个LED同时闪烁4次,然后恢复按键前的状态。(2)基本任务2:按一次K2,8个LED反向循环点亮一次。(3)提高任务3:按两次K1,LED以自定义花样闪亮1次。(4)发挥任务4:K2按下后,同时按下K1,中断嵌套。(5)课后电子创新:音乐彩灯。这样学生就可以利用课余时间自己去查资料,发挥自己的能动性和想象空间来完成任务。同时可以提高学生独立解决问题的能力,学生有很大的发挥空间。第二阶段:知识学习。分为三方面:(1)理论讲解。讲解中断系统的结构、原理及使用方法等必需的知识点。(2)示例分析。通过实例分析,引导学生掌握中断的应用模式,同时突出重点,突破难点。(3)课堂提问。通过课堂随机提问,检查和强化学生对中断知识的学习效果。第三阶段:系统设计。具体实施分为三步:第一步分组讨论,以小组为单位进行讨论,论证键控彩灯项目设计方案;第二步共同决策,老师下到每一组,对设计的方案进行评价,师生共同决策,选择最佳方案;第三步分工合作,每小组根据分工分别设计硬件电路和程序。第四阶段:操作实施。分为三步:首先用软件仿真验证软硬件设计的正确性,调试直至成功,然后使用实验箱进行软件调试,调试直至成功,最后学生可以利用课余时间制作电路板实物。第五阶段:评价总结。可以分为三步:第一步教师检查每组学生的实际完成情况;第二步根据考核标准进行评分,考核标准见表1;最后总结本项目中学生的完成情况,提出优点和不足,并总结本项目涉及的知识点,强调重点。

键控彩灯项目的学时安排为第一阶段和第二阶段2学时,第三阶段2学时,第四阶段和第五阶段2学时,共计6学时。

2.教学方法的研究与改革。以“实用、有趣、建立学生自信”为指导思想,本课程采用了多种教学方法。(1)项目教学法。它的关键是紧紧围绕这10个学习项目组织教学。通过这种教学方法确实激起了学生极大的学习兴趣,从而在教学内容的掌握和动手能力的培养方面取得了显著地效果。(2)分层次教学法。考虑到学生学习基础的差异性,对于学习基础好的,提高要求;对于学习基础差的,只要求达到基本目标。例如在学习项目4中,项目任务分为四个层次,即基本任务、提高任务、发挥任务、课后电子创新。(3)启发式教学。为了让学生顺利完成相关学习任务,在教学中注意通过“设计问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”等过程启发学生,从而使学生积极主动地探索问题、解决问题。(4)分组教学与角色扮演法。在完成学习项目时,以3人为一个团队,让每个学生扮演相应的角色,如项目经理、软件工程师、硬件工程师,通过这种教学方法能够激起学生的学习兴趣,而且进一步培养了他们的团队协作能力。(5)案例教学法。兴趣是学好单片机这门课程的前提和基础。如果我们能够通过引入一些有趣的教学案例,让枯燥的知识趣味化,就可以引发学生的学习激情,激发学生的学习潜能,点燃学生的智慧火把。例如在讲授PWM知识时,我们引入“小星星”播放控制的教学案例,学生面对的不再只是寄存器、分频、占空比等一些抽象枯燥的概念理论,而且可以欣赏到一段美妙的音乐。他们对所学的内容立即会变得兴趣盎然,甚至跃跃欲试。这样学习的兴趣和积极性就调动起来了。

3.教学手段的研究与改革。为了提高教学效果,本课程采用了多种教学手段辅助教学。(1)实物教学。课堂上利用实验箱、仿真器、开发板等实物辅助教学,有利于学生动手能力的培养。(2)虚拟仿真技术。虚拟仿真技术受到了学生的普遍欢迎。例如,传统的单片机控制交通灯实验,需要购买元器件,并进行焊接,然后进行调试,成本较高,耗时较长,效率较低。若设计方案有误,还要重新进行制作。给学生实验带来了一定的困难。通过虚拟仿真技术,可以有效克服这些问题,学生想做什么实验,都可以完成。而且通过仿真验证后的控制系统,可以直接做成电路板实物。因此虚拟仿真技术可以有效地激发学生的成就感,从而提高学生的求知欲和学习兴趣,提高学习效率。(3)技能竞赛。组建电子协会、鼓励学生积极参加校内外竞赛,有利于学生单片机系统应用水平和创新能力的提高。(4)板书与多媒体的和谐配合。对需要精讲的重点内容用板书边讲边写,而对一般性的内容、理论联系实际的大电路图、动画及模拟仿真电路等用多媒体讲,以提高课堂实效。(5)网络技术。制作单片机教学网站,为学生提供了丰富的网络资源,如授课课件、授课计划、项目任务书等,有利于学生课前预习与课后复习,网站还提供了“在线答疑”、“常见问题解答”等内容。

通过教学过程的精心设计与教学方法和教学手段的改革和创新,能够很大程度上践行因材施教,有效调动学生学习的积极性和主动性,提高学生的学习兴趣,受到学生的普遍欢迎,教学效果明显。

(三)实践教学的研究与改革

单片机是一门技术性很强的课程。为了使得学生的应用能力符合社会对单片机人才的需求,设计了多层次的实践环节,提供了大量的实践机会,提高了学生的实践水平。

1.精心设计课程实验。通过在实验室授课,把课堂实验贯穿在整个教学过程的10个学习项目中,使它由原来的20学时变为现在的40学时,大大增强了课堂实践环节。

2.充分重视课程设计。课程设计是在课程结束后对课程内容进行综合性应用。要求学生在两周时间内以小组为单位协作完成一个简单的实际单片机课题开发,包括资料查阅、方案设计、软硬件开发。通过一些实际的例子,让学生系统掌握单片机系统的设计方法,具有单片机系统设计开发的实践能力以及独立分析、解决问题的能力。

3.加强科技创新。科技创新是学生自发组队,利用课余时间预约实验室,自主开发创新项目。目前参加科技创新的学生积累了丰富的单片机开发经验,进一步培养了创新能力。最近两年我院学生在全国大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛、全国电脑鼠竞赛等中都取得了优异的成绩。

4.鼓励学生参与竞赛与科研课题。为了更好地培养学生从系统角度设计和开发单片机产品,积极培养和组织学生参与各种层次的竞赛,通过准备和参与竞赛,学生完成方案确定、元器件选择、原理图设计、PCB板绘制、程序设计和调试整个开发过程,使得学生充分增强了自身的实践创新意识、团队协作意识和理论联系实际的综合应用能力。另外,教师根据自身的科研课题可以设计多个功能比较完善、规模较小的子课题,让感兴趣与有能力的学生参与进来,充分培养学生的自主学习、科技创新和知识综合应用的能力。

5.选择提供毕业设计课题。毕业设计是大学四年所学知识的综合检验。教师可结合单片机的实际应用,提供与学生实践创新及实际工作相关、受益面大的毕业设计课题,比如监控系统、智能家电等,不仅要求学生从系统的角度进行分析与设计,还要求考虑系统的可靠性、准确性等功能要求。通过毕业设计,学生的综合应用能力大大提高,为毕业生择业奠定基础。

四、根据自身条件改善师资

单片机专业的知识更新很快,民办高校需要鼓励参与单片机教学的任课教师参加各种单片机技术专题的会议和培训,使其了解行业技术发展的动态。定期派遣教师到相关企业进行学习,把实际的工程经验和企业的技术发展方向引入到单片机教学中,从而丰富教学内容,同时更多地参加工程和科研项目,把最新的应用技术和最前沿的研究成果吸纳到课程中。因此也培养出了适应民办高校学情和培养目标的双师型青年教师。

五、结语

根据单片机课程的教学目标、课程体系的自身特点以及学生特点,在教学中整体采用基于工作过程的项目驱动法,具体实施采用教、学、做结合,理论、实践一体化模式,同时根据实际需要采用多种教学方法与手段,能够取得较好的教学效果,提升学生的就业能力。

参考文献:

[1]吴伶锡,詹杰,周仁龙。电子信息科学与技术专业特色课程体系研究[J].当代教育理论与实践,2010,2(1).

[2]张淑艳,马春龙,等。嵌入式系统课程教学改革与实践[J].中国科教创新导刊,2012,11(1).

[3]赵方,赵霞,等。“教学做一体化”教学模式在高职单片机教学中的应用[J].中国现代教育装备,2010,(22).

[4]许芝龙。项目教学法在单片机课程教学中的应用[J].中国科技信息,2008,(17).

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单片机课程设计小结2

关键词教学手段 项目教学法 定时计数器

中图分类号G642 文献标识码A 文章编号1674-4810(2013)04-0063-02

一 引言

项目教学法是行为引导型教学方法中的一种,是师生通过共同实施一个完整的项目工作进行的教学活动。学生通过完成的项目,不但可以学习知识,提高工作中与其他同学协调、合作的能力,还可以充分发掘他们的创造潜能,并促使学生在动手能力和推销自己等方面不断提高。在单片机中,定时计数器是较复杂的一章,既涉及新知识,又要求学生熟练应用前几章的知识,是较综合的一章。如何设计教学方法,激发学生学习定时计数器的兴趣,真正理解和掌握定时计数器,是目前担任单片机教学的教师急需探讨的问题之一。

二 定时计数器的传统教学

在传统教学模式中,是按照定时计数器的结构授课,偏重于理论,且理论与实践不能及时结合,即学生在学完理论知识之后,通过实验或课程设计达到实践的目的,但理论学习与实践练习之间的时间差导致学生的理论不能及时用于实践,所学的知识没有及时巩固,而且由于理论和实验分别由不同老师担任,导致了学生在实验过程中不能完全用所学理论知识来指导实践。在授课方式上,以教师讲授为主,学生被动地听课,难以激发学生的学习兴趣。定时计数器结构抽象、控制字复杂、枯燥无味、程序编写困难等,使学生学习望而生畏,严重挫伤了学生的学习兴趣和热情,致使大部分学生觉得定时计数器课程比较难、听不懂。

为了解决这些问题,我们在教学方法上进行了改革,打破传统的教学模式,引入了项目教学法,目的是激发学生的学习定时计数器兴趣,以达到良好的教学效果。

三 项目教学法在定时计数器中的应用

兴趣是学生学习最好的老师,教师的主要任务不只是单纯地传授知识,更重要的是激发学生的学习兴趣,使他们有一种强烈的求知欲和热情,引导他们自觉地投入到学习中去。

在项目教学过程中,遵循学生的认知规律,按照由易到难、由浅入深的原则。定时计数器有四种工作方式,其中方式1较简单,学生易理解,在项目教学中,将方式1的应用实例放在首位。

项目一:系统时钟振荡频率为12MHz,用定时/计数器T0,工作在方式1,定时50ms,使输出周期为的方波。工作方式控制寄存器TMOD:

t=(65536-x)*12/12M,因为t=50ms,所以,x=15536=3CB0H,其程序编写如下:

MOV TMOD,#01H;选择T0,方式1

MOV TH0,#3CH;设定初始值

MOV TL0,#0B0H

SETB TR0

CLR ;输出低电平

LOOP:JNB TF0,LOOP

CLR TF0;满标志清零

MOV TH0,#3CH;重装初始值

MOV TL0,#0B0H

CPL ;50ms到取反

JMP LOOP

END

项目二:系统时钟振荡频率为12MHz,用定时/计数器T0,工作在方式0,定时5ms,使输出周期为的方波。

注意:定时/计数器工作在方式0,初始值转换成13位二进制数,其高8位存放在TH0中,高5位存放在TL0中。由于方式0最大定时时间为,所以定时10个5ms后,将取反。

初始值x=8192-5000=3192=0C78H

=0000110001111000B

在x值保持不变的情况下,取13为二进制数即x=0110001111000B,先去其高8位存入TH0,低5位存入TL0中,所以,TH0=01100011 B=63H,TL0=11000B=18H。

其程序编写如下:

MOV TMOD,#00H;选择T0,方式0,

MOV TH0, #63H;设定初始值

MOV TL0, #18H

SETB TR0

CLR ;输出低电平

STR:MOV R2,#10;定时10个5ms

LOOP:JNB TF0,LOOP

CLR TF0;满标志清零

MOV TH0,#63H;重装初始值

MOV TL0,#18H

DJNZ R2,LOOP

CPL ;50ms到取反

JMP STR

END

四 小结

采用项目教学法,能够更好地培养学生的自学能力、动手能力和应用能力。改进后的教学方法,定时计数器的内容由浅入深,理论与实践相结合,提高了学生的学习兴趣和学习主动性,能够更好地掌握单片机知识,并且理论知识和应用能力都得到了不同程度的提高。

参考文献

[1]卢易枫、杨永霞。职业院校单片机教学心得[J].工业控制计算机,2010(6)

[2]卢易枫。项目教学在单片机教学中的应用研究[J].学园,2011(13)

单片机课程设计小结3

关键词 任务驱动法 微型计算机控制技术 教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:A

0 引言

科学技术的日新月异,社会对知识、人才的需求增加,学生不再仅是知识的消费者,学习的过程也是一个创新和改革的过程,对于高职院校来说,传统的教学方法和教学手段正受到前所未有的挑战和冲击,如何使所学的课程理论与实践相结合,如何实现教师与学生在教与学中的真正统一,成为高职院校教学改革的重要议题。我校的微型计算机控制技术课程的教学引用了任务驱动的教学模式,在教法上,改变了传统的教师为主体的教学模式,在学法上,改变了学生传统的学习观,由“学会”到“会学”。教师将本课程的所有知识结构划分为若干个任务,在教学过程中以任务为目标,把教学内容隐含在每个任务中,通过解决任务,引导学生们积极探索、发现和解决问题。本课程将实践与理论相结合,让学生以完成一个个教学任务为驱动,在紧张的学习过程中得到能力的锻炼、知识的积累以及创新精神的培养。

1 课程介绍

微型计算机控制技术是电子、电气、通信类的一门理论性和实践性较强的专业课,课程内容涉及的知识面广,包含的信息量大,发展和更新也比较快。我们以职业岗位能力培养为目标,以职业岗位工作内容构建课程学习内容,通过与企业合作,开发了基于工作过程、以任务为导向的《微型计算机控制技术》学习领域课程。课程内容上把单片机产品的开发、单片机产品的设计、调试贯穿整个教学过程,课程内容涵盖单片机产品的设计过程的主要知识和技能,课程中的任务设计有代表性、通用性及可实施性,按照由易到难、由简单到复杂、由单一到综合、循序渐进原则设计了8个学习性工作任务。根据每一学习工作任务要求设计了每一工作任务职业能力要求;根据每一学习任务职业能力要求,设计每一工作任务教学内容;最后,制定了每一工作任务具体学习目标和学习内容。

“任务驱动”教学法最根本的特点就是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”,以教定学的被动教学模式,创造了以学定教、学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。通过实践发现“任务驱动”法有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的分析问题、解决问题的能力,提高学生自主学习及与他人协作的能力。

微型计算机控制技术的整个课程学习内容是由与职业岗位相关的典型工作任务构成,课程学习过程是以学生为主体、教师倡导、师生互动、教学做一体化的学习过程,由学生亲自动手实践完成课程学习任务,充分体现职业性、实践性和开放性要求。根据每一工作任务的具体学习内容要求,选择适宜的学习环境、教学方法、教学手段,提供适宜的学习资源。

2 教学设计

微型计算机控制技术这门课程设计了8个学习工作任务,其任务名称、教学内容及学时分配如表1所示。

以任务一为例,分析本课程的任务驱动教学法。任务一是“循环彩灯的控制”,要完成这个任务,需进行单片机硬件结构和软件程序的学习,这也为后面几个任务的学习打下基础。任务一的教学过程包括以下六个环节 。

第一环节 情境导入。

如创设如下情境:节日的夜晚,置身都市街头,各式彩灯把我们带入五彩缤纷的世界,究竟是什么“魔力”使彩灯变换出多样的显示效果?

生动直观的形象能有效地激发学生联想,唤起学生原有认知结构中有关的知识、经验及表象,从而使学生利用有关知识与经验去“同化”或“顺应”所学的新知识,发展能力。

该环节设计意图:通过学生喜闻乐见的实例引出本次课程的教学任务

第二环节:任务分析。

引导学生总结出本任务要求完成的工作项目:即利用单片机实现彩灯控制。基本要求为实现单向流水灯,拓展项目为在此基础上添加其它控制流程实现各种变换效果。

该环节设计意图:培养学生分析实际问题、提炼工作任务的能力。

第三环节:方案制定。

通过师生共同讨论的方式制定任务实施方案,完成控制系统的软、硬件设计。学习单片机硬件:包括内部结构、存储空间配置、输入/输出口的工作原理等相关知识。学习单片机软件:指令系统及程序的设计方法。

本环节设计意图:培养学生通过学习及小组讨论确定问题解决方案、制定工作计划的能力。

第四环节:方案实施。

学生按任务解决方案及实施计划以小组分工的形式完成单向流水灯的设计。在学生实际操作过程中,教师对仿真器设置错误、程序编译出错、接线出错等问题进行指导,并重点强调使用延时程序的必要性及延时时间的控制。

本环节设计意图:培养学生解决在任务工作中出现问题的能力及团队协作精神。

第五环节:任务拓展。

在学生完成基本任务的基础上,引导学生探讨更好的解决方案和更多的彩灯控制变换效果。根据各组学生拓展任务的完成情况,组织学生互相观摩,取长补短,实现更多的彩灯变换方式。

本环节设计意图:培养学生的创新精神和理论联系实践的职业意识。

第六环节:小结与评价。

总结本次任务中学生的完成情况,提出优点和不足,进行考核和评定。评定方式包括以下几个内容:

(1)成果评价:针对任务完成的最终结果由教师给予一定的客观评定,分数占50%。

(2)小组间互相评价:对于成员的协同合作以及掌握情况进行评定,分数占15%。

(3)自我评价:学生根据自己的实际情况进行反思,查找不足,分数占15%。

(4)工作过程评价:教师在学生进行工作过程中通过提出问题,观察学生在现场操作的规范性、团队协作、出勤、职业道德等方面的表现给出评价,分数占20%。

本环节设计意图:对学生的学习情况进行考核与评定,为今后的教学方式改进提供依据,也能对学生起到约束的作用。

3 结束语

如何加强学生实践能力培养,是我国高职院校微型计算机控制技术教学改革面临的长期问题,其目的是要切实提升实践教学的地位,提高实践教学质量,真正实现理论和实践的并行发展。任务驱动教学法符合微型计算机教学的实用性和工程性的要求,解决了原有课程偏重理论分析、几乎没有实践实例和教学相对枯燥乏味的问题。学生通过任务驱动的教学模式,会不断地获得成就感和求知欲,有利于能力的锻炼、素质的提高以及创新精神的培养,有益于提高教学效果。

参考文献

[1] 张志良。单片机原理与控制技术[M].北京。机械工业出版社,

[2] 许超,吴新杰。任务驱动式实践教学在单片机课程中的应用[J].渤海大学学报(自然科学版),(2).

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