機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新探索

許蘭貴 韓林山 譚群燕

摘? 要 根據(jù)社會對智能制造人才的需求，結(jié)合專業(yè)認(rèn)證要求，對機(jī)械類人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新進(jìn)行探索，從分方向培養(yǎng)、實(shí)踐能力培養(yǎng)、卓越工程師培養(yǎng)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、課程建設(shè)等方面進(jìn)行研究與實(shí)踐。實(shí)施效果表明，通過以上培養(yǎng)模式改革，人才培養(yǎng)質(zhì)量提高明顯，學(xué)生就業(yè)率逐年提高，教學(xué)成果日益豐厚，學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果顯著增多。

關(guān)鍵詞 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè);精品課程;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);卓越工程師;實(shí)踐教育基地;網(wǎng)絡(luò)開放課程

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）06-0068-04

1 前言

人才培養(yǎng)模式改革以保證人才培養(yǎng)質(zhì)量和提升學(xué)生的就業(yè)能力為根本出發(fā)點(diǎn)[1]。華北水利水電大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)在人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新方面，始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以滿足行業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)，不斷調(diào)整教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，通過分方向培養(yǎng)、實(shí)踐能力培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、課外科技活動、精品課程建設(shè)、開放共享課程等方面，形成豐富多彩的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

2 改革創(chuàng)新的具體措施

分方向培養(yǎng)? 通過多年的沉淀積累，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)模式日漸完善，課程體系更加科學(xué)合理。人才培養(yǎng)體系秉承鮮明的水電特色，以面向水電工程建設(shè)和工程車輛人才需求為導(dǎo)向，由建校初期的單一水利施工機(jī)械專業(yè)方向，根據(jù)社會發(fā)展需要調(diào)整為工程機(jī)械（鏟土運(yùn)輸機(jī)械）、起重機(jī)械、車輛工程、機(jī)械電子工程四個專業(yè)方向，分別滿足不同行業(yè)的人才需求。如圖1所示，在制訂教學(xué)計(jì)劃時(shí)實(shí)施兩階段培養(yǎng)。

1）“基礎(chǔ)課階段”使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)等自然科學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)和自動化基礎(chǔ)課程，滿足社會對本專業(yè)人才的基本需求。如圖1中機(jī)械設(shè)計(jì)制造類課程和自動化類課程均為基礎(chǔ)平臺段，要求各個方向的學(xué)生都要學(xué)習(xí)。

2）“專業(yè)方向段”則針對學(xué)生在掌握機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，分四個方向定制培養(yǎng)，滿足不同專業(yè)方向領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨?。如圖1中各個專業(yè)方向設(shè)置不同的課程體系。

根據(jù)兩階段培養(yǎng)模式，教學(xué)計(jì)劃靈活設(shè)置，以水電施工機(jī)械、機(jī)電結(jié)合安排教學(xué)內(nèi)容，堅(jiān)持重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程列為必修課，避免學(xué)生漏選重要課程的學(xué)習(xí)。

圖1中工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程均為必修課。選修課根據(jù)專業(yè)方向分組，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，在接受一定的引導(dǎo)下，選擇適合自身發(fā)展的專業(yè)方向。該模式既兼顧了學(xué)生興趣和必要的知識結(jié)構(gòu)，又滿足了學(xué)生能力培養(yǎng)及就業(yè)要求。圖1中各個方向的選修課程組，學(xué)生根據(jù)選擇的專業(yè)方向進(jìn)行選修。

加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)? 加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑[2]。依托近十年的教育教學(xué)改革研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立不斷完善的實(shí)踐課程體系。實(shí)踐能力培養(yǎng)由課程實(shí)驗(yàn)和集中實(shí)踐環(huán)節(jié)兩部分組成，以2016培養(yǎng)方案為例，共180學(xué)分，其中理論教學(xué)118學(xué)分，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)62學(xué)分，占總學(xué)分的34.4%。實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)學(xué)分比為1：1.9，滿足了國際工程專業(yè)認(rèn)證對實(shí)踐教學(xué)的要求。

1）課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。根據(jù)課程需求，設(shè)置課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可加深學(xué)生對知識的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，在制訂培養(yǎng)方案時(shí)增加實(shí)踐學(xué)時(shí)比例。以2016級培養(yǎng)方案為例，本專業(yè)共180學(xué)分，課程實(shí)驗(yàn)學(xué)分為22學(xué)分，通過課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)使學(xué)生能夠更好地掌握理論知識，提高動手能力。同時(shí)，調(diào)整和修訂課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加設(shè)計(jì)型、綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比重。以2016年培養(yǎng)方案為例，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新型、綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比例為1：1.08，滿足有實(shí)驗(yàn)的專業(yè)課程中50%以上課程有設(shè)計(jì)型、綜合型或創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的要求，對開發(fā)學(xué)生潛能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件。

2）集中實(shí)踐環(huán)節(jié)。集中實(shí)踐教學(xué)體系如圖2所示，學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)階段都有不同的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建學(xué)生不同的能力結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力的有效培養(yǎng)。如基本素質(zhì)訓(xùn)練主要在大一、大二進(jìn)行，基本技能訓(xùn)練在大二、大三進(jìn)行，專業(yè)技能訓(xùn)練和專業(yè)綜合實(shí)踐在大三、大四穿插進(jìn)行，創(chuàng)新能力訓(xùn)練在整個大學(xué)期間持續(xù)進(jìn)行。

以工程機(jī)械專業(yè)方向（鏟土運(yùn)輸機(jī)械）為例，本專業(yè)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)共有40學(xué)分（以2016年培養(yǎng)方案為例），圖2為集中實(shí)踐環(huán)節(jié)課程體系。實(shí)踐環(huán)節(jié)根據(jù)從低年級的基本素質(zhì)訓(xùn)練到高年級的綜合訓(xùn)練循序漸進(jìn)，創(chuàng)新能力訓(xùn)練根據(jù)學(xué)生自身特點(diǎn)，從第一到第七學(xué)期完成，可以是學(xué)生申請的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，也可以是參加的各類專業(yè)賽事，以取得獎勵或發(fā)表論文或申請專利為計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)施校企聯(lián)合培養(yǎng)，提升學(xué)生的工程素養(yǎng)? 機(jī)械專業(yè)知識的學(xué)習(xí)要求理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，才能使學(xué)生加深對知識的理解。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識能夠在企業(yè)實(shí)際應(yīng)用為有效的學(xué)習(xí)途徑。只靠學(xué)校教育，在課堂、實(shí)驗(yàn)室和校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場所，難以培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。同時(shí)，現(xiàn)代科技飛速發(fā)展，許多新技術(shù)日新月異，學(xué)校教育與科技發(fā)展不可能同步，學(xué)生在企業(yè)可以獲得最新的實(shí)用技術(shù)，鍛煉創(chuàng)新能力。因此，專業(yè)建設(shè)必須與企業(yè)相結(jié)合。近幾年來，機(jī)械制造及其自動化專業(yè)針對機(jī)械行業(yè)特點(diǎn)，逐步形成校企聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制，強(qiáng)化理論教學(xué)與工程實(shí)踐的結(jié)合。

1）建設(shè)校外實(shí)踐教育基地。建設(shè)校外實(shí)踐教育基地，承擔(dān)學(xué)生校外實(shí)踐教育任務(wù)，促進(jìn)高校和行業(yè)、企事業(yè)單位、科研院所聯(lián)合培養(yǎng)人才新機(jī)制，提升高校學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和就業(yè)能力[3]。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)申請的大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地——華北水利水電大學(xué)—鄭州新大方重工科技有限公司工程實(shí)踐教育中心，被評選為國家“本科教學(xué)工程”大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地。同時(shí)，學(xué)校先后與洛陽一拖、河南衛(wèi)華集團(tuán)、湖北十堰東風(fēng)汽車集團(tuán)等11個單位建立校外實(shí)習(xí)基地，保證實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有效進(jìn)行。

2）開展卓越工程師教育。“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項(xiàng)目。該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)[4]。該培養(yǎng)模式對工程型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)是一次新的校企合作嘗試。

①卓越工程師教育校企合作模式。實(shí)施“3+1”人才培養(yǎng)模式：在前三學(xué)年，學(xué)生在校內(nèi)學(xué)習(xí)與機(jī)械學(xué)科相關(guān)的基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，以及參加相應(yīng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié);在第四學(xué)年，學(xué)生在相關(guān)工程機(jī)械裝備制造企業(yè)或汽車制造企業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)與相關(guān)合作企業(yè)如鄭州新大方重工科技有限公司、鄭州三和水工混凝土機(jī)械有限公司、河南衛(wèi)華集團(tuán)、宇通客車有限公司等建立了長期有效的校企合作關(guān)系。

學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)階段，結(jié)合合作企業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)，參加生產(chǎn)、檢驗(yàn)、測試、研發(fā)、銷售等部門的輪崗實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)，并在該環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)后期按照學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)選題相關(guān)規(guī)定和要求，結(jié)合企業(yè)需求確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，設(shè)計(jì)內(nèi)容及成果須滿足學(xué)校教學(xué)管理相關(guān)規(guī)定和要求。

②采用“校企雙導(dǎo)師”指導(dǎo)模式。從四年級開始，為學(xué)生配備校內(nèi)和校外（企業(yè)）兩名導(dǎo)師，分別由校內(nèi)具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師與企業(yè)中業(yè)務(wù)水平高、責(zé)任心強(qiáng)的工程師擔(dān)任。企業(yè)指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)期間的工作安排、考勤記錄和技術(shù)指導(dǎo)工作，指導(dǎo)學(xué)生的輪崗實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)。企業(yè)指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)習(xí)表現(xiàn)，給出企業(yè)實(shí)習(xí)成績，作為實(shí)踐環(huán)節(jié)考核的組成部分。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，卓越工程師項(xiàng)目已完成兩屆學(xué)生的培養(yǎng)，畢業(yè)生工程能力、實(shí)踐能力較強(qiáng)，大部分學(xué)生畢業(yè)后直接進(jìn)入實(shí)習(xí)企業(yè)就業(yè)。

創(chuàng)新能力訓(xùn)練? 實(shí)行班導(dǎo)師制，班導(dǎo)師負(fù)責(zé)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分。班導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生自身特點(diǎn)，培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才苗子，讓能力突出的學(xué)生提早開始接受科研訓(xùn)練，并帶動周圍同學(xué)成立科技創(chuàng)新小組，發(fā)揮每個學(xué)生的優(yōu)勢，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高綜合素質(zhì)。創(chuàng)新能力培養(yǎng)在培養(yǎng)方案中從素質(zhì)拓展和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課外實(shí)踐活動兩方面進(jìn)行加強(qiáng)。

1）素質(zhì)拓展活動。開展第二課堂活動，目的在于拓展學(xué)生素質(zhì)，引導(dǎo)和幫助學(xué)生全面成長。為促進(jìn)學(xué)生參加素質(zhì)拓展活動，從2014年開始在培養(yǎng)方案中增設(shè)一學(xué)分的素質(zhì)拓展。素質(zhì)拓展活動體系包含社會實(shí)踐（社會調(diào)查，科技、文化、衛(wèi)生“三下鄉(xiāng)”活動，勤工助學(xué)活動）、志愿者活動（青年志愿者開展的各種公益活動）、社團(tuán)活動（各種文藝、體育團(tuán)體和學(xué)術(shù)團(tuán)體活動）、文體活動（文化節(jié)、藝術(shù)節(jié)、體育節(jié)及各種文藝體育活動）。

2）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課外實(shí)踐活動。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)方案中開設(shè)公共基礎(chǔ)課“大學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)”（第1～7學(xué)期完成）和實(shí)踐環(huán)節(jié)課程“大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”（第5～8學(xué)期完成）。為此，學(xué)校鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”等科技競賽，積極組織學(xué)生參加校、省及國家三級比賽。為保證活動能長期持續(xù)發(fā)展，成立機(jī)械學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，配備從事機(jī)械、電子制作的常用工具;建立開放實(shí)驗(yàn)室和校外實(shí)習(xí)基地，為學(xué)生提供便利，將教師是否指導(dǎo)學(xué)生課外科技活動和指導(dǎo)質(zhì)量與班導(dǎo)師考核掛鉤。所有這些有利條件激發(fā)了學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的熱情，提高了學(xué)生科技作品的制作水平，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動中通過傳幫帶積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新能力，在校、省、國家三級比賽中取得優(yōu)異成績。

課程建設(shè)? 課程是教育教學(xué)的基本依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)學(xué)校教育目標(biāo)的基本保證[5]，對學(xué)生全面發(fā)展起著決定性的作用。多年來，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)持續(xù)不斷加強(qiáng)課程建設(shè)，先后建立精品課程、網(wǎng)絡(luò)開放課程等。

1）精品課程建設(shè)。本專業(yè)現(xiàn)有四門省級精品課程“微機(jī)原理及應(yīng)用”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”和“液壓與氣壓傳動”，一門校級精品課程“現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法”。精品課程涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)課和主要專業(yè)課程。

2）加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源開發(fā)和共享平臺建設(shè)。建設(shè)面向全校的網(wǎng)絡(luò)課程和數(shù)字化資源中心，實(shí)現(xiàn)精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程的各種教學(xué)資源網(wǎng)上開放，為廣大教師和學(xué)生提供免費(fèi)的學(xué)習(xí)資源。

以“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程為例，該課程經(jīng)過多年建設(shè)，已建成多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種教學(xué)模式，開展以課堂講授為主，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、分組討論為輔的互動教學(xué)。經(jīng)過不懈努力，“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”于2015年通過轉(zhuǎn)型，升級為河南省高等學(xué)校精品資源共享課程，為課程建設(shè)提供了更好的平臺。

3）教材建設(shè)。課程內(nèi)容大部分是通過教材來具體體現(xiàn)的。教材是師生教與學(xué)的基本素材，是體現(xiàn)一定教學(xué)目的的重要工具。在教材選用方面，把優(yōu)秀教材、精品教材作為教材選用的主要目標(biāo)。同時(shí)，鼓勵有經(jīng)驗(yàn)的老教師根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)科發(fā)展情況積極開展教材建設(shè)，參編或主編教材。

3 實(shí)施效果

華北水利水電大學(xué)機(jī)械學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)通過上述人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新所采取的措施，人才培養(yǎng)主要取得四個方面的成績。

人才質(zhì)量顯著提高? 近幾年來，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生整體上基礎(chǔ)理論扎實(shí)，工程實(shí)踐能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)高，受到用人單位的普遍好評。從河南省大中專畢業(yè)生就業(yè)信息管理系統(tǒng)查知，畢業(yè)生一次性就業(yè)率近五年分別為98.45%、94.93%、94.06%、97.31%、96.35%，均在94%以上;大部分學(xué)生進(jìn)入工程建設(shè)及汽車制造企業(yè)，出口暢、入口旺。

教學(xué)成果日益豐碩? 經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)專任教師已經(jīng)主持“教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃—機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)”等六項(xiàng)省級及以上教學(xué)改革及研究項(xiàng)目;主持“國家工程實(shí)踐教育中心—華北水利水電大學(xué)—鄭州新大方重工科技有限公司工程實(shí)踐教育中心”等九項(xiàng)省級及以上本科教學(xué)工程項(xiàng)目;獲得省級及以上教學(xué)成果四項(xiàng);“微機(jī)原理及應(yīng)用”

“液壓與氣壓傳動”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”四門課程被定為省級精品課，“現(xiàn)代設(shè)計(jì)及理論”課程被定為校級精品課;主編并出版《機(jī)械設(shè)計(jì)》等17部教材;發(fā)表13篇教科研論文。

師資力量日顯實(shí)力? 多年來，本專業(yè)在人才引進(jìn)上注重師資隊(duì)伍的多元化建設(shè)，引入有半年以上機(jī)械行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的教師充實(shí)專職教師隊(duì)伍以加強(qiáng)卓越工程師教育。目前，專任教師中有一名全國優(yōu)秀教師、一名河南省優(yōu)秀教師、一名校教學(xué)名師;一名教師獲得河南省教育系統(tǒng)教學(xué)技能競賽一等獎，多名教師獲得校級講課大賽獎勵。

學(xué)生大賽成績顯赫? 近四年來，本專業(yè)學(xué)生申報(bào)《“斤斗云”便攜式載人飛行器》等17項(xiàng)國家級、省級、校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，獲得省級及以上各類競賽獎勵12項(xiàng)，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文11篇，申請專利七項(xiàng)，參與教師科研項(xiàng)目10項(xiàng)。

4 結(jié)語

不斷進(jìn)行人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新改革是提高教學(xué)質(zhì)量、提升學(xué)生創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力的有效手段。地方高校要準(zhǔn)確定位，合理規(guī)劃，與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)吸收國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，以專業(yè)認(rèn)證為目標(biāo)進(jìn)行教育教學(xué)模式改革，豐富教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容，使大學(xué)生知識和能力結(jié)構(gòu)更加全面，滿足社會對人才的需求?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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