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关键词:安全工程;专业认证;课程体系
一、安全工程专业课程体系存在的主要问题
1.课程体系的修订组织工作不够严密。以前,包括学校的管理人员和普通教师在内,都认为课程体系的修订是系主任或者专业负责人的事情,没有出台专门的措施来规范课程体系的修订工作,导致课程的开设具有很大的随意性[5]。在与其他高校交流的过程当中,发现每个学校开设的课程,特别是专业课程具有较大的差别,很难做到同质化培养。2.课程体系的修订没有认真对标专业认证通用标准和专业补充标准。在申请专业认证之前,大部分学校在修订课程体系的过程中不会对标专业认证标准,大都是教研室(系)的教师内部讨论一下课程体系的设置,很多时候是因人设课,比如新引进一名教师,他能上什么课程,专业就开设什么课程,最后导致课程体系与标准之间存在较大的差距[6]。3.课程体系的修订没有行业专家、毕业生和用人单位深度的参与。之前,在课程体系的修订过程中,没有重视行业专家、毕业生和用人单位的意见,很多时候只会召开两个座谈会:一个是任课教师的座谈会,一个是在校学生的座谈会,这样制定出来的课程体系可能会存在与社会脱节的情况。
二、安全工程专业课程体系修订的措施
一般来说,课程体系的修订与培养方案的修订同步进行,本科生培养方案每四年进行一次修订,在现版培养方案使用期间,如遇国家或行业推行重大改革、颁布标准规范,经报学校批准,可以对培养方案进行适应性修订,而课程体系也可以微调[7]。1.规范课程体系的修订流程。南华大学安全工程专业课程体系的修订过程为:(1)学院成立课程体系修订小组,由学院主管教学院长任组长、专业负责人(系主任)任副组长,成员包括专业教师、企业代表和毕业生代表等。(2)根据过去几年专业办学情况和用人单位及毕业生反馈情况,安全工程系提交课程体系的修订初稿。(3)学院召开专业课程体系修订研讨会,专业负责人(系主任)、专业教师、行业专家、用人单位代表、在校学生代表、毕业生代表等参加。(4)召开专业课程体系修订审议会,院教学指导委员会、专业负责人和专业教师代表参加,审议通过新的课程体系。(5)学校教务处(部)最终审定并通过修改后的课程体系。2.明确专业认证标准及专业国家标准[8]。(1)组织学习工程教育专业认证通用标准、安全工程专业补充标准和南华大学课程体系修订指导意见。(2)学习普通高等学校本科专业类教学质量国家标准中有关安全科学与工程类的有关内容。(3)对国内多所已经通过安全工程专业认证的高校进行调研,了解课程体系修订的过程和具体做法。3.除了征求高年级在校学生和专任教师对课程体系修订的意见之外,主动联系行业和企业专家、毕业生代表和用人单位代表,听取他们的意见。(1)在2017版的课程体系修订过程中,先后征求了中南大学、武汉理工大学、福州大学、中核集团安全环保部、中核集团北方铀业有限公司、中核集团二七二铀业有限责任公司等行业和企业专家的意见。(2)征求了中建一局深圳分公司、中建电力建设有限公司、中国核工业华兴建设有限公司等用人单位的意见。(3)征求了部分毕业生的意见,其中2011届6人,2012届11人,2013届13人,2014届5人,2015届8人,共计43人。(4)安全科学与工程系教师在第29届安全工程年会上做了《南华大学核特色安全工程2017版本科人才培养方案修订》的报告,与国内同行交流了课程体系的修订。
三、安全工程专业课程体系修订的主要内容
1.总学分及创新创业课程和大学英语课程的修订。将专业的总学分从183缩减到172学分;强化了大学生创新创业课程,增加了大学生创新创业基础(必修,2学分),大学生创新创业选修(1学分),大学生创新创业实践(1学分,第二课堂);大学英语教学改革,突出“以听说为主”的国际交流能力培养,增加了2学分的学术英语。2.学科基础课的改革。安全工程(核安全方向)将“原子核物理B”课程列入学科基础课平台必修课,突出本课程在核安全方向的地位。3.专业课程的改革。将“核通风与空气净化”课程调整为“通风与空气净化”课程,将“AutoCAD辅助制图B”课程学分增加至2.5学分,以加强学生识图、绘图能力的培养,去掉了“建筑概论”课程;将“锅炉压力容器安全”工程和“起重与机械安全技术”两门课程合并为“特种设备安全技术A”课程;将“职业卫生防护”“通风与空气净化”和“特种设备安全技术”课程从专业课平台选修课调整为专业课平台必修课,新增了“安全经济学”课程。在安全工程(卓越班)的课程体系中,设置了“安全心理与行为学”“工程项目绿色施工与管理”“特种设备安全技术B”等课程,由企业和学校联合开设;将“核工业概论”“核安全文化”“核应急救援”等部分课程的学分、学时、课程性质、考核方式等做了微调。4.实践教学环节的改革。“安全生产实习”“安全毕业实习”等实践教学环节安排在企业中完成,并适当增加了时间;在企业教师和校内教师的共同指导下,结合工程实际,安全工程(卓越班)学生在企业完成《安全毕业设计》(论文)。
四、安全工程专业课程体系与认证标准的符合度分析
在专业认证的通用标准中,课程体系被划分为:数学与自然科学类,工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程,实践环节和毕业设计(论文),人文社会科学类通识教育课程等四类[9]。按照学校的标准,安全工程专业全部课程由四大模块组成,分别为:公共基础课、学科基础课、专业课和集中性实践环节。课程体系全面覆盖工程教育认证通用标准和安全工程专业补充标准的要求,其中公共课模块按教育部本科专业质量和工程教育认证标准的要求设置,重点培养学生科学思维和人文素养;学科基础课模块是安全工程专业的基础课,它是进一步学习专业课的前提,重点培养学生解决实际问题的能力和一定的创新思维;实践教学环节是培养学生动手操作和分析实际问题的能力,注重实践环节的多样化,毕业设计紧密结合工程实际,而毕业论文大多与指导教师的科研课题相结合。以上对课程体系的两种分类并不矛盾,经过整理后。
关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训
青岛理工大学计算机学院在原有计算机科学与技术专业网络技术方向的基础上组建了网络工程专业。在组建该专业时我们对市场做了充分调研,并根据教育部《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范》(以下简称《规范》)等规范[1-3],结合我院原有的办学资源,制定并多次修订本专业的培养计划,特别对实践环节进行了反复的论证,并参考了兄弟院校的一些做法[4-6],制定出了相应的实践环节教学体系。经过多年的实践,我们取得了许多的经验和体会,下面做一简要介绍。
1网络工程专业实践环节建设思路
根据《规范》的相关要求,结合我校的办学指导思想,我院将网络工程专业的学生的培养目标基本定位在“信息技术”型人才,需要考虑基本理论和原理的综合应用,特别是要侧重实践和工程化。但同时网络工程专业又是计算机科学与技术、通信通讯相关的交叉、边缘专业,网络工程专业的学生应该同时具备计算机科学与技术、通信技术的基本知识和网络工程专业的工程技能,使得毕业生就业可以从网络系统的规划设计、建设、管理和维护、网络安全系统的设计、软件开发、网络应用等几个层面进行,从而为学生将来进一步深造打下坚实基础(即学科基础课程应涵盖硕士生入学考试大纲所要求的全部内容)。
本专业培养计划由通识课、学科基础与专业基础平台课、专业课(包括必修课、方向选修课及专业任选课)等组成,因此实践教学体系应做到基础实践教学、专业实践教学、综合实践教学“三个层面”的有机结合。应结合专业特点与社会需求,认真研究并改革实验教学的内容、方法和手段,增加综合性、设计性和创新性实验的比例;改革课程设计、毕业设计(论文)模式,加大与生产、科研、社会实际结合的力度;改革实习、社会实践环节的设置,加强校企合作,鼓励学生走出校门,融入社会;积极鼓励学生参加各种科技竞赛活动和相关社团活动。
总之,实践教学体系是学校教学的一个重要组成部分,是课堂教学的补充和延伸,也是学生将所学理论知识与实践相结合的一个重要手段和必不可少的重要过程。
2网络工程专业实践体系的具体内容
从学科平台角度来看,网络工程专业实践课程体系主要包括以下两大部分(如图1所示)。
(1) 学科实践技能。包括:
学科基础实验及课程设计――帮助学生完成基本的学科实践技能,涉及到的课程主要包括计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、C++面向对象程序设计等。
一级学科平台实验及课程设计――帮助学生完成作为计算机科学与技术一级学科的学生所必备的实践技能,本部分同本学科的其他专业(包括计算机科学与技术、网络工程、软件工程等专业,以下简称3个专业)的学生掌握的内容基本相同,设置中同时考虑实验和课程设计,某些课程还同时设有实验和课程设计环节。涉及课程有计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库系统概论、软件工程等。
(2) 专业实践技能。包括:专业平台实验及课程设计――针对网络工程专业的特点,体系上分为网络规划与设计、网络管理与维护、网络信息安全、电子商务、网络程序设计等几块。
从课程形式形式上来看,可划分为以下几个系列(如图2所示)。
(1) 实验系列(以下课程均包含实验内容):计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、计算机组成原理、C++面向对象程序设计、操作系统、计算机网络、网络管理、网络程序设计、网络信息安全技术、Web系统与技术、网络系统设计与规划、数据库系统概论、软件工程、网站规划与实现、电子商务、J2EE企业级开发技术、网络互联技术、Intranet组建与管理、计算机网络协议分析。
(2) 课程设计系列:计算机程序设计(C)课程设计、数据结构课程设计、C++面向对象课程设计、数据库系统课程设计、操作系统课程设计。
(3) 实习:认识实习、生产实习(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。
(4) 实训:专业方向综合实训、网络应用实训。
(5) 认证培训:包括CCNA、CCNP、网络安全认证等(可选)。
(6) 毕业设计:对大学四年所学知识的综合应用,同时也为今后工作作好准备。
在课程与学时数上,以学科基础建立学科基础平台课,以专业核心课和专业方向设立专业课,并辅以选修课作为专业课程的补充。根据“基本技能初步综合技能高级综合技能创新技能”的梯度模式,设置课内实验、课程设计、实训,外加认识实习、专业实习、毕业设计,同时全程一直设有开放实验。其中,必修与选修学时占总学时的19%,加上公共基础课与学科基础课中的实践学时,约占总学时的21%。
在课程性质上,属于核心或主流技术领域的教学内容,采用必修课;属于新兴技术领域的内容,采用选修课;属于能力外延扩展或深度提高的教学内容,采用课外的开放实验。
3网络工程专业实践体系的建设与管理
3.1实验室建设
我院原有计算机硬件实验室、组成原理实验室、软件机房,在此基础上,我们又新建了网络实验室,综合布线实训室正在组建中。
3.1.1网络实验室
网络实验室有4组网络工程实验的设备,每组由4台路由器4台交换机和8个计算机组成,每组4人,总共每次可容纳32名学生。实验室还配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可实现对网络设备的实验配置,实现在多个网络实验设备之间的平滑切换。教师可通过访问控制管理服务器对每个试验组进行方便、快捷的监控和管理,无须手工线缆插拔,以保证设备端口的使用寿命。
网络实验室承担的教学任务有计算机网络原理、网络管理、网络系统设计与规划、网络互联技术、网络信息安全技术、计算机网络协议分析、网络程序设计、Intranet组建与管理等课程及课程设计、网络工程实训、网络应用实训、开放实验室、毕业设计等。
3.1.2综合布线实训室
综合布线实训室主要承担网络布线、网络测试、工程实习实训等课程的学习。综合网络布线是网络工程教学的一部分,是必须通过实践环节才能够真正掌握的教学环节。“网络工程实训”、“网络施工实习”等环节就在本实验室完成。
网络综合布线实训室建设的目的不仅仅是为了让学生掌握简单的工具使用,更重要的是通过“课堂教学+实训锻炼”培养学生按规范进行预算、设计、施工、测试、竣工等工程设计的习惯。学生只有养成了按标准进行工程实施的习惯,才能在激烈的竞争中立于不败之地!
3.2实践基地建设
目前我们已经和学校网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络的维护、管理和应用工作。同时我校正在进行新校区的建设,其网络建设工程也是相当繁重的,我院正在与校方协商,让学生参与到校园网的建设当中。我们还与青岛本地较大的网络公司建立了良好联系,定期介绍学生到他们那里实习。
3.3实训基地建设
我院主要与青岛软件产业园建立了实训基地协议,学生在那里主要进行网络应用、网络程序开发等方面的实训。目前已完成了多批次的实训任务,并取得了良好的效果。
3.4资格认证
目前,国内计算机方面的资格认证较以前有了很大的改革,大大增加了对实践能力的考核。因此引导学生有针对性的参加一些资格认证方面的培训,可以提高同学们的动手、动脑能力,在提高实践能力的同时又可获得某一方面的资格证书,为将来走上社会提供一个更好的机会。
3.5师资队伍建设
如果网络工程专业的教师工程实践经验较少,或者工程能力较弱,那么学生的培养就无从谈起。因此必须加强师资队伍建设,我们主要采取了以下措施。
(1) 加大培训力度。为了锻炼教师的实践动手能力,我们派教师到水平较高的高校参加某些课程的培训,派教师参加企业的专向培训,还鼓励教师参加在全国召开的与网络工程有关的各种会议或培训。目前部分教师获得了CCNA、国家网络安全工程师等资格认证。
(2) 科研融入教学。鼓励教师将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展和学科的前沿。网络工程专业教研室组建了“网络安全技术”、“网络规划与设计”和“无线自组网技术”等科研小组,便于集中精力从事专门领域的研究工作,促进教学。
(3) 加强“双师型”师资的培养。我们认为“双师型”教师就是教师既能从事理论教学,也能从事实践教学;既能担任教师,也能担任专业技术人员。即“双师型”教师应同时拥有“教师资格证书”和“专业技术职务证书”。
在平常的教学过程中,让教师积极参加纵向、横向项目的申请和开发研制。专业教师要积极承担实践教学任务,在指导课程设计、毕业设计和实训教学中,要结合实际,真题真做,提高教师的专业实践能力和技术开发能力。同时安排专业教师到青岛市软件产业园进行定期实训,并鼓励教师参加各种专业技术培训,考取专业技术职务证书。
3.6开放实验室措施
课堂上的学时毕竟有限,老师不可能在课堂上将所有的实践环节全部照顾到,同时,不同学生的理解能力也不同,因此有部分学生在课堂上往往完不成相关的实践环节。为兼顾好、差两类学生,给学生创造一个良好的实验环境,“网络实验室”和“网络布线实验室”以开放实验室的形式向计算机学院的所有学生免费全天开放。只要学生有学习的兴趣,我们就提供实验环境。
4网络工程专业实践环节特点
本实践体系主要有以下特点。
(1) 本专业的办学理念为注重理论、强调实践,突出能力,面向社会 ,采用“理论+实验+实战(实训)+综合设计”等多级强化教学模式。
(2) 充分利用校内,最大化利用校外资源。充分发挥实验设备、实验室的潜能,选取尽可能多的课程在实验室教学。和学校网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络(主要是学生宿舍)的维护、管理和应用开发工作。与青岛软件产业园等实习、实践基地联合,实现基础理论、专业知识与工程实践应用密切结合。
(3) 最大化利用课堂外时间与资源。由于网络工程专业的工程特性,要取得很好的成效难度更大。应用层次学生的实践能力培养仅仅靠计划学时内的实验、课程设计等环节是远远不够的,学生必须在课堂外花更多的时间进行编程能力、实践能力的训练。为此我们通过一系列的教学改革和环节设置,给学生提供具体的任务要求和必要的条件,例如开放专业实验室、建立科技活动室等方式给学生提供更多的条件。
(4) 分阶段渐进式教学。实践教学分三个阶段。第一阶段为基本技能实践,第二阶段为专业技能实践,第三阶段为校内外工程化训练阶段。这三个阶段的划分体现了不同时期学生的特点和教学要求,遵循由易到难、由认识到应用、步步推进的原则。最后所有学生通过毕业设计环节完成对大学期间所学知识(理论+实践)的总体检测和评估。
(5) 层次化、模块化教学。从学科基础、专业平台、专业方向、专业选修等层次、模块组织实践体系的教学。每门课程的实验部分都包括基础性实验、验证性实验和综合性、创新性实验,同时对于有重要实践要求的课程采用实验与课设兼顾的方式。为锻炼学生综合运用知识的能力,我们特意设计了一个综合课程设计,它涉及的课程包括计算机网络原理、网络管理、网络安全、网络程序设计等。对于每一个专业方向(主要包括网络应用、网络工程、无线网络等),我们都设计了一个5周的综合设计。这样可以使我们的毕业生在今后能够根据不同类型用户的需要,可从事网络工程的规划、设计、开发;开发基于网络的计算机软件;从事信息网络安全工程的设计和维护等。
5总结
目前我们已在实践体系的建设中取得了一些成果,针对网络工程专业实践性强的特点,构建了由实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节具体体现的实践教学体系,并建设了相关的实验室和基地,提出并实施了有关的执行和管理措施,取得了较好的效果。在以后的教学实践与改革中,我们将从以下几个方面加强实践教学:(1)继续组建新的实验室,如信息安全、协议分析等实验室;(2)选取部分实验教学比重较大的课程进行一体化教学,即将实验室作为课堂,边讲边练,讲练结合,提高教学效果;(3)进一步加强实验教学管理,提高实验教学的效率和质量。
参考文献:
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Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering
LI Dao-quan, XUE Wei-hua, JIANG Mei, ZHANG Jun-hu
(College of Computer Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China)
关键词:OBE理念;井巷工程;教学模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)31-0117-02
一、前言
以结果为基础的教育(outcome-based education,简称为OBE)是20世纪90年代在北美首先发展起来的[1]。OBE教育模式强调以学生的学习结果为驱动力,进而反向设计教学活动和评价标准,以利于学生的学习。在OBE教育模式下,教师需要事先明确学生完成学业时应该具备什么样的能力,从而以此为教学目标设计整个教学活动,包括教学计划、教学大纲、评价模式等,以保证实现预期的教学目标。在这种模式下,相对于传统的以教学内容驱动的教学活动,以学生学习结果作为教学驱动力成为一种新的教育模式。OBE教育理念促进教师更好地优化教学环节和教学内容,更新教学方法,重视对学生学习效果的评价,进而提高教学质量[2]。这一理念侧重学生能力的培养,以学生具有的能力作为学生培养环节的核心,众多高校积极响应并引入了这一教育理念,在不同院校、不同专业,以及不同课程的实践中取得了一定的成果[3-10]。本论文借鉴这些成果,在采矿工程专业的井巷工程课程教学中,对OBE模式的教学方式进行了探索。
二、OBE教育理念的内涵
以教师的教为中心转向以学生的学习为中心,对于高校教育来讲,OBE教育理念应该体现在两个方面:一个是对某一专业在整个培养过程中的培养方案、培养目标、课程、实践环节等课程体系方面都以学生的学习结果为核心,也就是该专业的培养方案以学生毕业后能掌握什么技能或具有怎样的能力来规划整个大学教育期间的教学内容、方法、方案;另一个方面是从组成大学教育体系的某一门课程尤其是专业课程角度而言,该门课程在该专业培养体系中,占有怎样的地位,在专业培养中应该达到什么样的具体目标,学生学完这门课后应掌握什么样的具体本领,并针对该目标制定该课程的教学大纲、教学计划、实践环节、考试评价方法等。
高校教育中OBE教育理念的这两个层次,第一个内容是从全局方面考虑,可以称之为宏观的OBE模式,相当于企业生产某个产品的产品质量的定位;第二个内容从局部的单元考虑,可以称之为微观的OBE模式,相当于一个产品中
某个零件的质量定位,这种定位的高低也是实现整个产品质量的有效保证。所以在大学课程规划中,对某一门具体课程实现OBE模式的规划设计,显得尤为重要。
三、井巷工程课程引入OBE教学理念的意义
(一)井巷工程课程特点
井巷工程是煤炭行业采矿工程、安全工程等专业重要的专业基础课程,主要内容包括岩石的力学性质与工程分级、钻眼爆破、巷道施工技术等内容。该课程的特点是理论联系实际,掌握好理论基础对学好其他章节内容及施工技术都有很好的指导作用。该课程在采矿学科中的目标是让学生掌握巷道的施工方法和技术,课程的目标是让同学们毕业后在现场掘进科室工作时能独立地编写掘进面作业规程,遇到特殊条件时能根据《煤矿安全规程》等规章制度编写具体的施工措施。以炮掘工作面为例,掘进面作业规程的主要内容包括巷道断面设计、炮眼布置、爆破参数、施工组织等。
(二)OBE教学理念对教学模式改革的意义
传统的教学方式是以教师课堂讲述为主,最后的考核形式是一张考卷。由于本课程实践性较强,单纯试卷分数的高低不能完全掌握学生的学习结果,特别是在目前煤炭行业不景气、就业压力大的情况下。本课程涉及的知识可在隧道工程、爆破工程、地下工程等领域应用,能增加采矿工程专业的就业机会,所以学好本课程,提高实践能力,显得尤为重要。针对以上情况,在教学中对本课程的教学体系及考核评价模式进行改革,探索以学生学习为中心,重在培养学生的实践能力的教学模式,构建能真实掌握学生学习结果的评价体系,是实现OBE教育理念的要求。
四、OBE理念下井巷工程教学模式及实施
(一)OBE理念的井巷工程教学模式构建
为了实现以学生学习为中心,真实考察学习结果,达到课程的教学目标,课程教学体系中重新构建了以实践为主的教学模式,具体内容包括:课堂讲授、课下作业、试验、辅导答疑等。课下作业环节是重要的实践环节,该环节不是简单地练习课后习题,而是设计了三个设计作业,包括巷道断面设计、爆破图表的编制以及循环作业图表的编制。这几个设计把整个井巷工程的核心内容贯穿在一起,这些内容是掘进面作业规程的核心内容,同时也是隧道工程、爆破工程以及地下工程等领域涉及的知识点。同学们结合上课讲述内容进行设计,明确了学习目标,对课本的理论内容增加了理解,同时掌握了查阅资料和文献的方法,提高了怎样把课本知识应用于实践的能力,提高了学习兴趣和主动性。
(二)发挥SAKAI网络教学平台的优势
为了与同学们及时沟通对所讲述理论的理解情况以及对设计作业的完成进度,教学中充分利用学校提供的SAKAI网络教学平台,加强教学目标的过程控制。具体的作业内容、要求等利用SAKAI教学网络平台的资源模块,作业的辅导答疑在SAKAI网络教学平台上的聊天室模块里实现,并结合课间、课下面对面交流为一体,提高作业完成质量,确保教学目标的实现。
五、基于OBE理念的井巷工程学习结果评价模式
学习结果的评价属于OBE理念的重要部分,如何评价结果式教育的效果,学生对本门课有何产出,是课程教学目标的具体体现。传统的课程成绩一般分为两个部分,平时考勤占20~30%,期末成绩70~80%,这样的内容及比重不能全方位掌握学生的学习结果。基于学校和院系大力推进教学考试方式的改革,教学实践中对本课程的考试评价方法也进行了改变,尽量体现学生对本门课程的真实收获,实践环节的比重提高到40%,期末试卷成绩占60%,其中实践环节分值中考勤占20%,作业设计占80%。这样的评价方式也让同学们对考试的观念发生了改变,从传统的对所学知识的死记硬背到对理论知识的理解和应用转变,这正是OBE教育理念价值的体现。
六、结论与展望
基于OBE理念的井巷工程教学模式改革,以学生学习结果所具备的能力为教学目标,提高了同学们的实践能力,加深了对所学理论知识的理解,取得了一定的效果。
当前的评价考核办法还是以书本的理论为基准,如何把某一门或几门专业课程的考核评价同企业现场接轨是以后的重点努力方向。
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