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自主探究——數(shù)字化學(xué)習(xí)教學(xué)模式的探討
肖麗娟 吉安市第一中學(xué)
摘要：隨著化學(xué)教學(xué)改革的深入，現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，如何發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的功效，使之更有效地為教學(xué)服務(wù)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，是我們當(dāng)前的一個(gè)重要課題。本文從數(shù)字化環(huán)境對(duì)自主探究學(xué)習(xí)的支持談起，探討自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)的有效模式，充分發(fā)揮數(shù)字化環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)和特性，進(jìn)一步提高學(xué)生的自主探究能力，旨在為改革化學(xué)教學(xué)，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，探索新的化學(xué)教學(xué)模式起到拋磚引玉的作用。
關(guān)鍵詞：自主探究建構(gòu)主義數(shù)字化學(xué)習(xí)化學(xué)教學(xué)模式
一、問題的提出與功能目標(biāo)
新世紀(jì)呼喚新的教育理念和新的教育行為。為了迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的挑戰(zhàn)，基礎(chǔ)教育的改革已經(jīng)從考試改革、課題改革、教材改革發(fā)展到學(xué)習(xí)方式的變革，為此新的化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將“科學(xué)探究作為中學(xué)化學(xué)課程改革的突破口”。倡導(dǎo)“以探究性學(xué)習(xí)”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼承性學(xué)習(xí)。探究性學(xué)習(xí)是以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)的一種學(xué)習(xí)方式，該理論認(rèn)為每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)都是在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助教師和同學(xué)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過人際間的協(xié)作活動(dòng)，依據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)主動(dòng)地加以意義建構(gòu)。經(jīng)歷探究過程以獲得理智和情感體驗(yàn)、建構(gòu)知識(shí)、掌握解決問題的方法，是探究學(xué)習(xí)要達(dá)到的三個(gè)目標(biāo)。
隨著現(xiàn)代教育信息技術(shù)的發(fā)展，校園網(wǎng)的建立和完善，在數(shù)字環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)教學(xué)已成為可能，為了進(jìn)一步提高學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)能力，利用網(wǎng)絡(luò)資源開展課堂教學(xué)是必然趨勢(shì)。由于數(shù)字環(huán)境的信息多樣性、資源共享性、活動(dòng)交互性、動(dòng)態(tài)開放性、超文本的結(jié)構(gòu)性，較強(qiáng)的可移植性等優(yōu)勢(shì)，將為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和學(xué)習(xí)工具，更有效地改善學(xué)習(xí)，達(dá)到探究學(xué)習(xí)的三個(gè)目標(biāo)。基于此，我課題組構(gòu)建了化學(xué)教學(xué)中“自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)”教學(xué)模式，力圖通過該模式的探討使探究學(xué)習(xí)成為更有意義更有效的學(xué)習(xí)。
二、自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)的內(nèi)涵
1、理論基礎(chǔ)
近年來，隨著課程改革的深入，探究學(xué)習(xí)受到國(guó)內(nèi)外教育界的青睞，對(duì)它的研究很多。鐘啟泉等認(rèn)為，探究學(xué)習(xí)是從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中選擇和確定研究主題，創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究的情境，通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題，以及實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、搜集與處理信息、表達(dá)與交流等探索活動(dòng)，獲得知識(shí)、技能、情感與態(tài)度的發(fā)展，特別是獲得探索精神和創(chuàng)新能力的發(fā)展。探究學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自參與探究，所以學(xué)生不但可以體驗(yàn)到過程，并且其探究能力、合作能力將得到加強(qiáng)，同時(shí)，由于充分發(fā)揮了主體性，學(xué)生的參與意識(shí)和學(xué)習(xí)興趣將得到提高。
化學(xué)探究學(xué)習(xí)主要有以下一些共同點(diǎn)：選取與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的科學(xué)內(nèi)容作為探究活動(dòng)的載體；活動(dòng)形式以學(xué)生親身參與探究過程為主；從活動(dòng)的過程來看，學(xué)生一般要經(jīng)歷提出問題、猜想與假設(shè)、收集資料、驗(yàn)證假設(shè)、解釋與結(jié)論、表達(dá)與交流、反思與結(jié)論等探究要素或部分探究要素。
建構(gòu)主義理論認(rèn)為：知識(shí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境下，借助他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義構(gòu)建的方式而獲得。真正的理解可能是由學(xué)習(xí)者基于自己的經(jīng)驗(yàn)背景而建構(gòu)起來的，取決于特定情境下的學(xué)習(xí)活動(dòng)過程。因此，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義構(gòu)建”是理想的學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素。四大要素從實(shí)質(zhì)上來說都是以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn)，把接受型的學(xué)生轉(zhuǎn)化為求知型的“探索者”。顯然建構(gòu)主義理論與探究學(xué)習(xí)理論是相一致的。探究性學(xué)習(xí)是一種以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式。
數(shù)字化學(xué)習(xí)就是利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，通過信息技術(shù)與學(xué)科課程的有效整合來實(shí)現(xiàn)一種理想的學(xué)習(xí)環(huán)境和全新的、能充分體現(xiàn)學(xué)生主體的學(xué)習(xí)方式，從而培養(yǎng)出大批具有創(chuàng)新素養(yǎng)、創(chuàng)新能力的人才。不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化學(xué)習(xí)不僅是改變傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)施創(chuàng)新人才培養(yǎng)，而且是符合化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求的。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)模式強(qiáng)調(diào)問題情境的創(chuàng)設(shè)，強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中的師生交流、生生交流，強(qiáng)調(diào)利用網(wǎng)絡(luò)資源為學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)提供豐富的資源環(huán)境和廣闊的空間。
2、支持環(huán)境
�。�1）硬件環(huán)境
�、傩@網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；
�、谡n堂學(xué)習(xí)環(huán)境：多媒體演示型教學(xué)系統(tǒng)、多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、Web教室（多媒體網(wǎng)絡(luò)教室＋因特網(wǎng)）
�、壅n外學(xué)習(xí)環(huán)境：電子閱覽室、多媒體工作室、CAI課件開發(fā)室
�、艿貐^(qū)性學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)（地區(qū)教育信息系統(tǒng)）
�、莠F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)
�。�2）軟件環(huán)境
數(shù)字化學(xué)習(xí)資源
①數(shù)字音像教材（CD/VCD/DVD）
�、诙嗝襟w教學(xué)軟件（CD－ROM）
③網(wǎng)上資源、探索、整理；利用已有資源（下載）
課件制作軟件
軟件名稱 性質(zhì) 使用文件格式
FrontPage2000 主頁制作 Html
PhotoShop6.0 圖形處理 png/bmp/gif/jepg
Flsh6 動(dòng)畫制作 fla/swf/htm/gif/jepg
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Netant 資源下載 所有網(wǎng)上文件
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三、自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)教學(xué)模式
圖1自主探究數(shù)字化學(xué)習(xí)教學(xué)模式的一般流程圖
1、模式的一般流程，如圖1所示
2、模式的初步闡述
數(shù)字化學(xué)習(xí)是化學(xué)教學(xué)的一種重要手段，但不適合所有內(nèi)容，究竟有哪些內(nèi)容可用或者應(yīng)該用數(shù)字化教學(xué)來操作，教師要做深入細(xì)致的調(diào)查研究，確定出符合學(xué)生年齡特點(diǎn)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的課題。
在一個(gè)確定的主題下，要充分發(fā)揮數(shù)字化學(xué)習(xí)的功能，通過分組活動(dòng)，通過網(wǎng)絡(luò)資源，通過師與生、生與生的交流協(xié)作，形成初步的知識(shí)體系，培養(yǎng)初步的科學(xué)素養(yǎng)，并進(jìn)一步通過質(zhì)疑、探索，使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)日臻完善，達(dá)到具有“四基”（基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本方法、基本思想和價(jià)值觀）效能的意義建構(gòu)。
3、模式常用的數(shù)字化資源
網(wǎng)站名稱 英文域名
k12教育資源網(wǎng) http://www.k12.com.cn
中國(guó)基礎(chǔ)教育網(wǎng) http://www.cbe21.com/subject/chemistry/index.php
人教網(wǎng)－中學(xué)化學(xué) http://www.pep.com.cn/huaxue
晶體之星－晶體結(jié)構(gòu)網(wǎng) http://www.crystalstar.org/
教案中心 http://www.ep-china.net/ja
中學(xué)化學(xué)課件網(wǎng) http://chemcai.myrice.com/
中學(xué)園丁網(wǎng) http://www.teacher.edu.cn
化學(xué)樂園 http://go7.163.com/~zjhugd/
化學(xué)試題集 http://hxstj.126.com/
洪恩在線 http://www.hongen.com/
…… ……
四、自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)教學(xué)模式實(shí)踐
自主探究數(shù)字化學(xué)習(xí)教學(xué)模式是為了使學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)，在進(jìn)行化學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐中，我課題組通過不斷的嘗試，探索出以下有效的自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)教學(xué)模式。
1、學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師演示相結(jié)合的數(shù)字化學(xué)習(xí)課
此類型學(xué)習(xí)課的教學(xué)環(huán)境既能充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，又給學(xué)生一定使用信息技術(shù)的機(jī)會(huì)，但要打破45min的束縛。老師提出學(xué)習(xí)目標(biāo)（包括必須的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)學(xué)習(xí)）及相應(yīng)的學(xué)習(xí)方式（個(gè)別學(xué)習(xí)或小組學(xué)習(xí)）；學(xué)生依據(jù)教師的導(dǎo)入問題，相對(duì)自主地決定學(xué)習(xí)方式（登錄注冊(cè)，進(jìn)入網(wǎng)頁或上網(wǎng)查詢），嘗試性地解決教師提出的問題；利用BBS，NETMEETING等手段，展開生生討論、師生討論；教師對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行講評(píng)，對(duì)共性認(rèn)識(shí)予以總結(jié)，對(duì)個(gè)別問題給予關(guān)注。例如：在《環(huán)境保護(hù)》這節(jié)課的教學(xué)中，教師將網(wǎng)絡(luò)作為學(xué)生獲取資源、自主探究和意義建構(gòu)的工具，采用“主導(dǎo)－主體”的設(shè)計(jì)模式。教學(xué)程序如下：
環(huán)節(jié) 教師行為 學(xué)生行為
創(chuàng)設(shè)情境 1、在校園網(wǎng)上建立內(nèi)容豐富的“環(huán)保知識(shí)庫”
2、引導(dǎo)學(xué)生查詢互聯(lián)網(wǎng)上相應(yīng)的環(huán)保網(wǎng)站或進(jìn)入校園網(wǎng)，瀏覽“環(huán)保知識(shí)庫”（中國(guó)環(huán)保網(wǎng)http://www.ep.net.cn) 上網(wǎng)游覽相應(yīng)網(wǎng)站，進(jìn)入學(xué)習(xí)情境
確定問題 幫助學(xué)生確立自主探究的子課題 1、分成4個(gè)學(xué)習(xí)小組
2、圍繞課題，以小組為單位選擇確定當(dāng)前最想探究的問題作為子課題
自主探究 作為學(xué)生的指導(dǎo)者、幫助者、咨詢者和學(xué)習(xí)伙伴，在學(xué)生上網(wǎng)自主探究的過程中，給予必要的指導(dǎo)、幫助 1、收集與子課題相關(guān)的信息，下載或打印出來
2、處理信息，將收到的信息進(jìn)行歸納、整理，建構(gòu)知識(shí)框架，將知識(shí)內(nèi)化
交流協(xié)作 1、作為其中一員參與交流，除對(duì)交流起組織作用外，還對(duì)交流作點(diǎn)評(píng)、導(dǎo)拔以保證交流的正確性和有效性
2、在交流過程中，教師進(jìn)一步提出問題讓學(xué)生討論
3、將有代表性的學(xué)生的網(wǎng)頁，在學(xué)生發(fā)言時(shí)進(jìn)行切換，供全體學(xué)生交流 1、各小組展開討論、交流形成分享式、合作式學(xué)習(xí)方式，并學(xué)會(huì)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)知識(shí)解決實(shí)際問題，將知識(shí)外顯化。
2、在討論交流中，每個(gè)學(xué)生的觀點(diǎn)在和其他學(xué)生以及教師一起建立的環(huán)境中受到考察、評(píng)論，同時(shí)每個(gè)學(xué)生也對(duì)別人的觀點(diǎn)、看法進(jìn)行思考并做出反映。
自我評(píng)價(jià) 設(shè)計(jì)網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上測(cè)試題，將學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能的自我評(píng)價(jià)，歸納總結(jié)成板書（屏顯），幫助學(xué)生理清知識(shí)體系 上網(wǎng)練習(xí)，提交答案，對(duì)知識(shí)的掌握、技能的提高進(jìn)行自我評(píng)價(jià)
《環(huán)境保護(hù)》一節(jié)的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，是以學(xué)生為中心，以學(xué)生發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，緊緊圍繞學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素：情景、協(xié)作、會(huì)話和意義建構(gòu)，著力培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和自主探究學(xué)習(xí)的能力，該模式可歸納為“提出問題－情境創(chuàng)設(shè)－小組協(xié)商－教師指導(dǎo)－師生討論－評(píng)價(jià)－練習(xí)－總結(jié)”八個(gè)環(huán)節(jié)。該模式來源于建構(gòu)主義的支架式教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)了“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的特點(diǎn)以及建構(gòu)主義“四要素”的作用，重視情境的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，教學(xué)效果明顯。同時(shí)，這種模式吸收了班級(jí)授課制的優(yōu)點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的集體主義精神。
2、學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的數(shù)字化學(xué)習(xí)課
此類型的課按照學(xué)習(xí)內(nèi)容又可分為局域網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)教室學(xué)習(xí)。通過局域網(wǎng)的開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境教學(xué)，學(xué)生可以在互聯(lián)網(wǎng)上尋找學(xué)習(xí)資源。一般是圍繞課題，課下尋找資料，完成課題，課上匯報(bào)的形式進(jìn)行。例如我們?cè)趯ｎ}網(wǎng)和教師個(gè)人主頁上，公布研究的課題“城市垃圾”、“飲水與健康”“室內(nèi)裝修對(duì)空氣污染”等，學(xué)生通過申請(qǐng)可以把自己提出的研究課題發(fā)布在網(wǎng)上，作為共同研究的項(xiàng)目。全年級(jí)不同班級(jí)的學(xué)生興致勃勃地參加了，圍繞選題，或個(gè)人或結(jié)合成研究小組，通過網(wǎng)絡(luò)等各種資源，查找有關(guān)資料。在教師指導(dǎo)下，整理成自己的研究成果，寫成小論文在網(wǎng)上發(fā)布。而網(wǎng)絡(luò)教室的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境教學(xué)，是教師提供規(guī)定的學(xué)習(xí)資源。大體可分為四種類型：對(duì)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的鞏固應(yīng)用；通過專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站對(duì)課程知識(shí)的加深；通過應(yīng)用網(wǎng)站等課程知識(shí)進(jìn)行拓寬；利用EMAIL等方式與教師、同學(xué)或其他網(wǎng)上學(xué)習(xí)者展開討論。老師要做的主要是給學(xué)生提供必要的網(wǎng)站、網(wǎng)址、自己的EMAIL地址，并對(duì)學(xué)生加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)文明、網(wǎng)絡(luò)安全及學(xué)習(xí)目的教育，實(shí)施這種形式的教學(xué)，要求學(xué)生有一定的信息技術(shù)應(yīng)用能力和自學(xué)能力，該模式可歸納為“提出問題－網(wǎng)絡(luò)資源情境創(chuàng)設(shè)－學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)－師生通過網(wǎng)絡(luò)探討－師生評(píng)價(jià)－總結(jié)－練習(xí)強(qiáng)化”七個(gè)環(huán)節(jié)。這種模式充分體現(xiàn)了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的精神，是目前較流行的一種遠(yuǎn)程教學(xué)模式。
這兩種教學(xué)模式在教學(xué)過程中與傳統(tǒng)教育手段結(jié)合使用，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和要求，采用不同的模式，這樣使化學(xué)探究式教學(xué)模式豐富多彩，各盡所能，學(xué)生在各種探究過程中學(xué)會(huì)的不單是縱向、橫向認(rèn)識(shí)物質(zhì)的方法，更重要的是獲得多層次直接的心智體驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)和各種能力的挖掘和鍛煉。
五、自主探究 數(shù)字化學(xué)習(xí)的反思
1、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增加教學(xué)容量，培養(yǎng)學(xué)生探究能力、合作能力
利用數(shù)字環(huán)境組織化學(xué)教學(xué)，內(nèi)容具有時(shí)代性，手法多樣性，學(xué)生能夠在良好狀態(tài)下自主、積極地學(xué)習(xí)，很大提高學(xué)習(xí)興趣。采用超鏈接形式，控制性好，交互性強(qiáng)，符合人類聯(lián)想記憶方式。學(xué)生可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊，自由地在不同知識(shí)點(diǎn)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在較短時(shí)間內(nèi)接受大量信息，拓寬知識(shí)面。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)教師所提出的問題進(jìn)行思考交流協(xié)作，大大提高了思維深度、探究能力、合作能力。
2、要處理好幾個(gè)關(guān)系
（1）要處理好傳統(tǒng)教學(xué)方法和師生互動(dòng)教學(xué)關(guān)系
傳統(tǒng)的教育手段必然與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相配套。以教師講述、演示為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法，是以教師為中心，學(xué)生被動(dòng)接受為特征。而新的課堂教學(xué)則是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，更突出表現(xiàn)為師生互動(dòng)。學(xué)生的積極參與不僅活躍了課堂氣氛，更重要的是能加強(qiáng)對(duì)分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。
（2）要處理好傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代教育技術(shù)的關(guān)系
數(shù)字環(huán)境為中學(xué)化學(xué)教學(xué)提供了新環(huán)境，但并不是所有化學(xué)課都適合，要有選擇的加以利用，只有這樣才能真正發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用。在將現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)時(shí)，有些教師完全拋棄了黑板和粉筆，教師的講述也被大段的文字課件所代替，減少了師生互動(dòng)，課堂上沒有了生動(dòng)活潑的氣氛。因此用現(xiàn)代教育技術(shù)完全取代傳統(tǒng)的教育手段并不是可取的好辦法，而應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際將兩者有機(jī)地結(jié)合起來。有兩種模式可以參考：①以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主線，以恰當(dāng)?shù)恼n件及媒體為輔助②以現(xiàn)代教育技術(shù)為主線，以傳統(tǒng)教育手段為輔助。只有將現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)教育手段配合使用，才能充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相得益彰。
�。�3）要處理好化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作和信息技術(shù)的本末關(guān)系
化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作真實(shí)具體可以訓(xùn)練學(xué)生的各種品質(zhì)和技能。用多媒體模擬實(shí)驗(yàn)，順利簡(jiǎn)便，可避免化學(xué)藥品可能造成的傷害或危害，但學(xué)生往往缺少失敗經(jīng)歷和感受，缺少克服困難而取得的成功體驗(yàn)，不利于鍛煉和提高學(xué)生的心理素質(zhì)。因此模擬實(shí)驗(yàn)是輔助教學(xué)，仍是從屬地位，不能完全代替化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作。
數(shù)字化學(xué)習(xí)的效果隨著信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的方法模式的日漸完善而日漸顯著。信息技術(shù)的發(fā)展將給化學(xué)教育帶來新的發(fā)展契機(jī)，對(duì)于教師來說，要大膽實(shí)踐，不斷探索，不斷修正，創(chuàng)出化學(xué)教學(xué)的新天地。
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