王世鋒 蔡巖
摘要?在對養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)現(xiàn)狀與不足進(jìn)行剖析的基礎(chǔ)上,結(jié)合海南大學(xué)的教學(xué)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況,從調(diào)整授課時間、優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)體系、調(diào)整實(shí)驗(yàn)分析方法、完善評價考核機(jī)制、提升實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)等方面對養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行綜合改革探索,旨在增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主性和環(huán)保意識,培養(yǎng)并輸出能滿足海南自貿(mào)港建設(shè)新需求的新型高素質(zhì)人才。
關(guān)鍵詞?養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式;教學(xué)改革
中圖分類號?S-01?文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A
文章編號?0517-6611(2021)01-0267-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.070
Abstract?Based on analyzing the present situation and shortcomings of?aquaculture water chemistry experiment courses teaching,considering the teaching environment and lab equipment of Hainan University,this paper made an in-depth exploration on the teaching reform of aquaculture water chemistry course from the aspects such as adjusting the teaching time,optimizing the teaching structure,adjusting the experiment analytical method,perfecting the appraisal system,and improving the comprehensive quality of lab teachers,so as to enhance students practical ability, innovative ability,independence ability and environmental awareness,cultivate and output high-quality talents who could satisfy the new requirements of building Hainan Free Trade Port .
Key words?Aquaculture water chemistry experiment;Experimental teaching model;Teaching reform
海南省是我國轄海域面積最大的省份,也是我國發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、實(shí)施國家海洋戰(zhàn)略的重要區(qū)域。2018年4月13日,黨中央決定支持海南全島建設(shè)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū),支持海南逐步探索、穩(wěn)步推進(jìn)中國特色自由貿(mào)易港建設(shè)[1]。漁業(yè)和現(xiàn)代海洋牧場等被列入海南自貿(mào)區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)領(lǐng)域,為海南大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的政策基礎(chǔ)。
水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)是海南大學(xué)特色重點(diǎn)專業(yè),入選國家第一類特色專業(yè)及國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)是水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課,具有多學(xué)科交叉和相互滲透的特點(diǎn)。同時,養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)又是一門技術(shù)性較強(qiáng)的課程,對于學(xué)生鞏固理論知識、訓(xùn)練水質(zhì)分析操作技能及以后的專業(yè)實(shí)踐和科研工作都具有重要意義[2-3]。該實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的是在鞏固學(xué)生的養(yǎng)殖水化學(xué)的理論知識基礎(chǔ)上,培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)操作技能,通過完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來提高學(xué)生的自主動手能力、分析問題和解決問題的綜合能力[4]。這不僅為今后學(xué)生從事水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而且為有意繼續(xù)深造的學(xué)生提供了初步科研訓(xùn)練。
通過近些年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),目前養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要存在以下問題:一是因課時所限,目前該課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不涉及實(shí)驗(yàn)所需藥品的計(jì)算及配制。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后,只是簡單地按照講義中列出的實(shí)驗(yàn)步驟,按部就班地完成各種藥品的添加及其他操作,導(dǎo)致有些學(xué)生即使完成了實(shí)驗(yàn)也不清楚實(shí)驗(yàn)原理,對實(shí)驗(yàn)中涉及各種試劑的作用不是很清楚。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果有偏差,更是難以進(jìn)行獨(dú)立的分析判斷,很難找出問題源頭。二是課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,以教師為主導(dǎo),教學(xué)形式較為單一,缺乏能夠激發(fā)學(xué)生探索性和創(chuàng)新性的開放性實(shí)驗(yàn),學(xué)生多處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài),參與感不強(qiáng),這就大大限制了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。三是測定方法主要為國標(biāo)中規(guī)定的滴定法和比色法,生產(chǎn)實(shí)踐中用到的簡易方法(如便攜式水質(zhì)分析儀、試劑盒)以及科學(xué)研究所涉及的大型精密儀器測量方法涉及較少。此外,這些傳統(tǒng)的水質(zhì)測定方法在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中會產(chǎn)生大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液,也容易對環(huán)境造成污染。
集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖因其養(yǎng)殖密度高,養(yǎng)殖水體很容易發(fā)生變化,進(jìn)而對養(yǎng)殖動物的健康甚至生命產(chǎn)生威脅[5]。因此,監(jiān)控養(yǎng)殖水體的水質(zhì)狀況,掌握水質(zhì)測定的基本方法就顯得尤其重要。為了能讓養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程真正服務(wù)于生產(chǎn)及科研,如何切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的基本知識素養(yǎng)和實(shí)踐能力、突出課程的應(yīng)用性特征就成為建設(shè)海南自由貿(mào)易區(qū)背景下對海南大養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)和發(fā)展的新要求[6-7]。筆者結(jié)合海南省海水養(yǎng)殖特色產(chǎn)業(yè),對海南大學(xué)本科生的養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革進(jìn)行了探索。
1?調(diào)整授課時間,優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)體系
由于養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)內(nèi)容設(shè)置傾向于驗(yàn)證養(yǎng)殖水化學(xué)的基礎(chǔ)理論和培養(yǎng)基本的實(shí)驗(yàn)技能,因而舊的養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱偏重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),總體授課時間較為分散:①每周一次的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)(3課時),持續(xù)8周,每周針對一個水化指標(biāo)的測定方法進(jìn)行講解和訓(xùn)練;②最后的綜合實(shí)驗(yàn)(12課時)。由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)每次測定的指標(biāo)不同,水樣不同,因此學(xué)生最多只是掌握了每個單獨(dú)指標(biāo)的測定方法,很難搞懂多個水質(zhì)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系,更無法結(jié)合養(yǎng)殖生物狀態(tài)、天氣、時間、環(huán)境等因素對測定水質(zhì)指標(biāo)的影響進(jìn)行綜合分析。此外,由于多數(shù)學(xué)生都是坐在教室里,使用教師采集好的水樣,參照枯燥的實(shí)驗(yàn)步驟描述,機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)操作,因而造成部分同學(xué)參與興趣較低,參與感差,在實(shí)驗(yàn)課開小差、不動手、實(shí)驗(yàn)報告敷衍了事。
針對以上問題,對授課時間和教學(xué)結(jié)構(gòu)體系安排進(jìn)行了調(diào)整。減少合并驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課課時,增加綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課課時,并為綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)預(yù)留出實(shí)驗(yàn)周。在實(shí)驗(yàn)周內(nèi)學(xué)生不排任何理論課,因此學(xué)生既可以一天內(nèi)連續(xù)取樣測定水質(zhì)的日變化,也可以連續(xù)多天采樣,完成對水質(zhì)的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)教學(xué)周的設(shè)置為學(xué)生設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)提供了時間保障。設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施過程中展現(xiàn)了高度的自主性。例如,有同學(xué)根據(jù)海南熱帶地區(qū)夏季午后幾乎每天一場雷陣雨的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了“夏日暴雨對池塘水質(zhì)的影響”實(shí)驗(yàn),連續(xù)幾天在積雨云大量聚集時采集池塘水樣;大雨過后,再次采集池塘水樣;此外,還冒雨采集了雨水水樣。此外,還有同學(xué)設(shè)計(jì)了“大型水藻對養(yǎng)殖水質(zhì)的影響”實(shí)驗(yàn),在養(yǎng)殖大桶內(nèi)添加金魚藻(淡水)或江蘺(海水),與不添加水藻的對照組同時在0、3、7 d取水樣,測定并比較水質(zhì)差異; 還有同學(xué)購買了多個品牌的瓶裝礦泉水,對其進(jìn)行測定分析……學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)后,以小組為單位,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)感悟以PPT的形式在課堂上進(jìn)行匯報展示,學(xué)生學(xué)習(xí)情緒很高,實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)分析都十分認(rèn)真。由此可見,更高比例的綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅可以鍛煉學(xué)生的思維能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高學(xué)生的自主性、激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣,而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)意識和匯報表達(dá)能力。
2?調(diào)整實(shí)驗(yàn)分析方法,順應(yīng)自貿(mào)港建設(shè)的新需求
原養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課所涉及的實(shí)驗(yàn)分析方法主要為國標(biāo)中規(guī)定的滴定法和比色法,生產(chǎn)實(shí)踐中用到的簡易方法(如便攜式水質(zhì)分析儀、試劑盒)及科學(xué)研究所涉及的大型精密儀器測量方法涉及較少??紤]到養(yǎng)殖水化學(xué)是一門與生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合的課程,在養(yǎng)殖池塘邊,技術(shù)員常常會利用水質(zhì)快速檢測試劑盒、比色卡或便攜式水質(zhì)分析儀進(jìn)行現(xiàn)場快速水質(zhì)測定,因此在有限的課時內(nèi)盡可能將課程內(nèi)容延伸到生產(chǎn)實(shí)際,將水質(zhì)快速檢測試劑盒等快捷、簡便的實(shí)驗(yàn)分析方法介紹給學(xué)生,并讓學(xué)有余力的學(xué)生親自體驗(yàn)比較不同測定方法的優(yōu)缺點(diǎn)。另一方面,為了滿足學(xué)生渴求新知識,希望接觸到先進(jìn)儀器和科研領(lǐng)域較為前沿的科研手段的需求,將大型精密分析儀器引入本科養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課課堂。將氣相色譜法、液相色譜法作為演示實(shí)驗(yàn),介紹給學(xué)生。此外,將大型精密儀器引入水質(zhì)指標(biāo)測量,也能減少本科實(shí)驗(yàn)污染排放。比如海水養(yǎng)殖水的氯度較高,因此測定氯化物的試劑硝酸銀的濃度和用量都會比較大。硝酸銀是強(qiáng)氧化劑、腐蝕品和環(huán)境污染物,接觸皮膚會緩慢產(chǎn)生黑斑。雖然氯化物的測定在生產(chǎn)實(shí)踐中比較重要,但考慮到學(xué)生在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課就已經(jīng)做過這類沉淀滴定實(shí)驗(yàn),因此將這個實(shí)驗(yàn)換成利用大型儀器檢測的項(xiàng)目[8]。
21世紀(jì)是綠色世紀(jì),綠色發(fā)展是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)必須認(rèn)真貫徹的發(fā)展新理念[9]。高等教育中也普遍倡導(dǎo)將綠色環(huán)保概念融入日常教學(xué)過程中,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中倡導(dǎo)綠色微型化,不僅可以減少藥品的浪費(fèi),而且可以減輕化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液處理過程中對環(huán)境造成的污染。比如,測量活性磷酸鹽實(shí)驗(yàn)中,可將原來的50 mL比色管及5 mL移液管等改為5 mL試管及微量移液器。這樣對于一個70人的班級,以2人一組計(jì)算,全班35個實(shí)驗(yàn)組僅混合溶液(鉬酸銨-硫酸-酒石酸銻鉀)一種藥品,就能從原來的約2 L/班減少至0.2 L/班。在有效減少化學(xué)藥品使用的前提下,學(xué)生依然能夠全面掌握水質(zhì)分析的實(shí)驗(yàn)操作,甚至能夠活學(xué)活用到生產(chǎn)實(shí)踐中。優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境是海南省建設(shè)自貿(mào)港的重要前提。習(xí)總書記對海南生態(tài)環(huán)境保護(hù)特別重視、格外關(guān)心,多次作出專門論述、提出明確要求。將綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展理念植入本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅從源頭上消除了環(huán)境污染,保護(hù)師生健康,而且也符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和海南大學(xué)培養(yǎng)為海南省自貿(mào)港服務(wù)的新型人才的要求。
3?完善評價考核機(jī)制,提高學(xué)生的綜合能力
傳統(tǒng)的養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績評價主要以實(shí)驗(yàn)報告為主,導(dǎo)致部分學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和原理,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備不充分,實(shí)驗(yàn)操作過程馬馬虎虎,雖然實(shí)驗(yàn)報告上已經(jīng)列出實(shí)驗(yàn)原理和步驟,但實(shí)際上對實(shí)驗(yàn)藥品性質(zhì)并不了解,實(shí)驗(yàn)操作不夠規(guī)范。這種單一評價考核機(jī)制不能激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的積極性和主動性,不能全方位增強(qiáng)學(xué)生的自主動手能力和解決問題能力。一門好的實(shí)驗(yàn)課程,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,鞏固所學(xué)知識,而且能提高學(xué)生的綜合能力,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和工作作風(fēng),為學(xué)生成為合格的畢業(yè)生進(jìn)入工作崗位打下基礎(chǔ)。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容層次更加豐富,評價考核體系也必然要隨之更加完善和多元化,不再以實(shí)驗(yàn)報告為評價實(shí)驗(yàn)課程表現(xiàn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)化考核機(jī)制后,將實(shí)驗(yàn)課程考核方式分為4個部分:藥品配制及準(zhǔn)備占10%,平時課程操作成績及考勤占30%,平時實(shí)驗(yàn)報告占30%,綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績占30%。改革后,要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)課前不僅要預(yù)習(xí),了解實(shí)驗(yàn)原理,而且要借助網(wǎng)絡(luò)或書籍了解實(shí)驗(yàn)涉及藥品的理化性質(zhì),如是否具揮發(fā)性、可燃性、毒性等。配制使用藥品時,要加強(qiáng)針對有毒有害藥品的安全防護(hù)。從最基本的酸堿配制到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時廢液的處理,從玻璃器皿的正常洗滌到規(guī)范使用,從藥品使用后物歸原處到實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的衛(wèi)生打掃,從儀器的使用規(guī)范到日常維護(hù),從方方面面體現(xiàn)素質(zhì)教育,構(gòu)建完整的知識體系,增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力。實(shí)驗(yàn)課程考核評價體系的完善,不僅能夠確保檢驗(yàn)學(xué)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ娜嫘?,而且能夠提高?shí)驗(yàn)教學(xué)的課程質(zhì)量。多元化的實(shí)驗(yàn)成績考核方式可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性,加深對知識的理解,同時保障評價考核的全面性和公正性。
4?提升實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)
百年大計(jì),教育為本;教育大計(jì),教師為本。習(xí)近平總書記提出:“教師隊(duì)伍素質(zhì)直接決定著大學(xué)辦學(xué)能力和水平”,海南自貿(mào)港建設(shè)要“培育一批有影響力的教育機(jī)構(gòu)及教育服務(wù)機(jī)構(gòu)”“打造國家級教育創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)”[1]。因此,努力提升教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)是提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的重要前提。目前,海南大學(xué)海洋學(xué)院養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課配備的專業(yè)指導(dǎo)教師(含教輔類教師)均具備10年以上教齡、本專業(yè)碩士以上(含碩士)學(xué)位或高級技術(shù)職稱。從事本科生實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的同時,他們還都承擔(dān)了國家或省級的科學(xué)研究/教育教學(xué)改革項(xiàng)目。這些實(shí)驗(yàn)教師不僅具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),而且具備較強(qiáng)的科研能力。除了為準(zhǔn)備就業(yè)的學(xué)生進(jìn)行基本的實(shí)驗(yàn)技能和生產(chǎn)常識培訓(xùn)外,對準(zhǔn)備考研繼續(xù)深造的學(xué)生,教師也能夠結(jié)合研究課題和當(dāng)前學(xué)科研究熱點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生的科研興趣,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)管理和數(shù)據(jù)分析的能力,培養(yǎng)學(xué)生的研究思路和創(chuàng)新思維。這既能讓學(xué)生提前接觸到科學(xué)研究的內(nèi)容和方法,教師也能夠通過學(xué)習(xí)新穎的實(shí)驗(yàn)想法獲得科研靈感,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長[10]。實(shí)踐表明,一支技術(shù)精、能力強(qiáng)、熱愛本職工作、綜合素質(zhì)高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍對于提高教學(xué)質(zhì)量、推動教學(xué)改革至關(guān)重要。
5?結(jié)語
在海南島建設(shè)自由貿(mào)易港的大背景下,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及理論應(yīng)順應(yīng)時代,取其精華,棄其糟粕,通過探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為培養(yǎng)服務(wù)于海南自貿(mào)港建設(shè)的實(shí)用型創(chuàng)新型人才服務(wù)。上述一系列養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革措施,從調(diào)整授課時間、優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)體系、調(diào)整實(shí)驗(yàn)分析方法、完善評價考核機(jī)制、提升實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍綜合素質(zhì)等方面對養(yǎng)殖水化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行不斷探索和創(chuàng)新,在保證學(xué)生對基礎(chǔ)性知識和實(shí)驗(yàn)技能熟練掌握的前提下,增加學(xué)生的參與感,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和環(huán)保意識,提高學(xué)生的實(shí)踐能力以及綜合素質(zhì),教學(xué)效果得到明顯提升。雖然取得了一定的教改經(jīng)驗(yàn),但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)還有繼續(xù)完善的空間。①教學(xué)基地還有待發(fā)展。
目前最近的水產(chǎn)養(yǎng)殖教學(xué)基地在距校區(qū)幾十公里之外的郊區(qū),校內(nèi)的池塘為景觀池塘,雖然可以進(jìn)行水質(zhì)持續(xù)監(jiān)測等實(shí)驗(yàn),但無法進(jìn)行養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn),因此限制了學(xué)生對養(yǎng)殖相關(guān)實(shí)驗(yàn)的開展,在一定程度上影響了學(xué)生理解水質(zhì)與養(yǎng)殖之間的關(guān)系,學(xué)習(xí)深度和廣度都受到限制。因此,新建或發(fā)展地理位置更適宜的校內(nèi)/校外教學(xué)基地成為當(dāng)務(wù)之急。②教師隊(duì)伍的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有待加強(qiáng)。
現(xiàn)任水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的專任教師隊(duì)伍雖然普遍具有較高的學(xué)歷和科研素質(zhì),但大多數(shù)人從科研院校畢業(yè)后直接進(jìn)入高校,養(yǎng)殖生產(chǎn)一線的經(jīng)驗(yàn)不夠豐富。因此,教師隊(duì)伍還需要更多接觸養(yǎng)殖單位,積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[11]。也可以邀請養(yǎng)殖單位的技術(shù)員到學(xué)校來,為學(xué)生與教師介紹蝦苗養(yǎng)殖、海參苗培育過程中水質(zhì)管理的具體案例,讓學(xué)生了解pH、溶解氧、亞硝酸鹽、硫化氫等水質(zhì)因子的變化對生物繁殖、生長的影響或損害。
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