吳艷陽 魏永明 彭陽峰 徐宏勇 費(fèi)妮娜 袁萍 熊丹柳 修光利 郁建 李濤
摘 ?要:當(dāng)前化工安全復(fù)合型人才短缺,無法滿足化工行業(yè)快速發(fā)展的迫切需要。為此我?;I(yè)從2017年起,構(gòu)建了四年不斷線的安全課程體系,從大一至大四分別設(shè)置化工安全導(dǎo)論、化工安全仿真、化工過程安全課程和企業(yè)EHS風(fēng)險(xiǎn)管理基礎(chǔ)課程,全過程培養(yǎng)工程倫理觀;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了一系列課程教學(xué)改革,如:根據(jù)國內(nèi)外工程教育認(rèn)證要求,構(gòu)建課程量化評價(jià)體系;編寫新教材,融合系列教材;融合信息技術(shù),建設(shè)MOOC課程;開展教學(xué)研討,學(xué)習(xí)分享課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。由2020屆畢業(yè)生能力和在校師生調(diào)研結(jié)果可知,化工類安全課程體系已初顯成效。
關(guān)鍵詞:化工類專業(yè);安全課程體系;化工過程安全;教學(xué)改革;慕課
中圖分類號:G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A ? ? ? ? ?文章編號:2096-000X(2021)33-0081-05
Abstract: The shortage of qualified personnel in chemical safety can't satisfy the needs of fast development of Chemical industry. The systematic courses of safety education in chemical engineering at East China University of Science and Technology(ECUST) have been established since 2017. The courses involve Introduction to Chemical Engineering Safety, Simulation of Chemical Process Safety, Chemical Process Safety, and Fundamental Principles of Environmental, Health and Safety for Companies from freshman to senior, respectively. The engineering ethics can be well educated through the continuous chemical safety education. On this basis, a series of education reform has been carried out at ECUST. They are listed as follows: constructing course assessment record in the supervision of international and civil accreditation; compiling new textbook and integrating a series of professional textbooks; merging information technology into the courses and constructing massive open online courses; conducting education seminar or symposium and studying or sharing experiences of course reform. With a series of reform and practice, the education in chemical safety has shown some effects according to both student outcomes for the graduates in 2020 and survey from the teachers and students at ECUST.
Keywords: chemical engineering program; systematic courses of safety education; chemical process safety; education reform; massive open online course
化工行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的能源原材料產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2020年國內(nèi)化工行業(yè)主營業(yè)務(wù)收入達(dá)到13.5萬億元,規(guī)模占全球化工行業(yè)的三分之一,位居世界第一,并仍在快速增長[1-2]。相比國內(nèi)化工行業(yè)規(guī)模的快速增長,行業(yè)發(fā)展仍存在諸多問題,化工生產(chǎn)具有高溫高壓、易燃易爆、有毒有害等特點(diǎn),固有危險(xiǎn)性大,安全風(fēng)險(xiǎn)高,而且這些危險(xiǎn)特性并不會隨著社會進(jìn)步或經(jīng)濟(jì)發(fā)展而改變,各類重大、特大事故也為整個(gè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了前所未有的挑戰(zhàn)[3-5]。要控制這些相對高的風(fēng)險(xiǎn)必須有高素質(zhì)的化工人才作為支撐[6],如何培養(yǎng)一批安全意識強(qiáng)、具備一定安全管理和風(fēng)險(xiǎn)分析能力的高素質(zhì)復(fù)合型化工專業(yè)技術(shù)人才,是當(dāng)前高?;ぐ踩逃媾R的重大課題[7-10]。
2016年,習(xí)近平在《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中提出:必須牢固樹立和貫徹落實(shí)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念。2020年,習(xí)近平在十九屆五中全會上提出:安全是發(fā)展的前提,發(fā)展是安全的保障。我們必須堅(jiān)持統(tǒng)籌發(fā)展和安全,增強(qiáng)機(jī)遇意識和風(fēng)險(xiǎn)意識,樹立底線思維。
為了培養(yǎng)一批既懂化工又懂安全的高素質(zhì)化工安全人才,促進(jìn)化工行業(yè)安全生產(chǎn)形勢好轉(zhuǎn)和持續(xù)健康發(fā)展,2014年8月底,教育部和國家安全監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)化工安全人才培養(yǎng)工作的指導(dǎo)意見》。2015年發(fā)布的《工程教育認(rèn)證補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)-化工與制藥類專業(yè)》和《化工與制藥類及相關(guān)專業(yè)專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》中明確將“過程安全”列入工程基礎(chǔ)類課程的教學(xué)內(nèi)容。因此,在化工類相關(guān)專業(yè)中,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)構(gòu)建合適的課程體系勢在必行,是培養(yǎng)合格的符合新工科要求的化工專業(yè)人才的重要一環(huán)[11]。
本文針對我國當(dāng)前化工安全人才培養(yǎng)存在的問題與不足,結(jié)合我?;ゎ悓I(yè)本科教育教學(xué)改革,依托學(xué)院兩個(gè)首批國家級一流本科專業(yè)建設(shè)的化工類專業(yè)(化學(xué)工程與工藝和資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)),李濤教授在組建完善化工類安全課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上,提出了四年不斷線、循序漸進(jìn)對化工類專業(yè)本科生進(jìn)行安全教育,構(gòu)建符合當(dāng)前化工行業(yè)安全生產(chǎn)需求的人才培養(yǎng)機(jī)制,培養(yǎng)高素質(zhì)的化工安全復(fù)合型人才。
一、化工類專業(yè)安全課程體系建設(shè)
為滿足培養(yǎng)具有責(zé)任關(guān)懷的應(yīng)用型人才,基于化工領(lǐng)域的特殊性,我?;I(yè)自2017年起,由李濤教授牽頭組建了完善化工類安全課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),并梳理安全類課程體系,將環(huán)境、健康、安全(EHS)為主體的職業(yè)倫理教育貫穿于人才培養(yǎng)全過程。實(shí)施安全教育四年不斷線,四年分別開設(shè)化工安全導(dǎo)論(大一)、化工安全仿真(大二)、化工過程安全(大三)、企業(yè)EHS風(fēng)險(xiǎn)管理基礎(chǔ)(大四)四門必修課程,涵蓋理論與實(shí)踐課程,課程循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的工程倫理觀,如圖1所示。與此同時(shí),結(jié)合實(shí)驗(yàn)、企業(yè)實(shí)習(xí)以及工廠實(shí)訓(xùn),注重安全意識和理念培養(yǎng),強(qiáng)化學(xué)生工程倫理意識與職業(yè)道德,塑造職業(yè)倫理和生態(tài)價(jià)值觀,培養(yǎng)以造福人類和可持續(xù)發(fā)展為理念的現(xiàn)代工程師。
(一)化工安全導(dǎo)論
我?;I(yè)課程安全技術(shù)導(dǎo)論原名為化工安全概論,著重講授化工安全基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)室安全知識,課程內(nèi)容涵蓋安全、風(fēng)險(xiǎn)的基本概念,事故的預(yù)防,化工過程安全管理,危險(xiǎn)化學(xué)品基礎(chǔ)知識以及防火防爆基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)室安全基礎(chǔ)知識。
由于課程內(nèi)容較為基礎(chǔ),屬于進(jìn)入化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室之前的必備基礎(chǔ)知識。因此,經(jīng)過在校師生、畢業(yè)生的問卷調(diào)研,以及專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會討論,梳理化工類安全課程體系,確定在2017級培養(yǎng)方案中,將該課程由原來的大三前移至大一第一學(xué)期,并將課程名稱更改為化工安全導(dǎo)論(16學(xué)時(shí))。作為大學(xué)一年級化工類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的第一門化工安全課程,該課程旨在樹立安全第一、預(yù)防為主的理念,確立正確的安全觀。
(二)化工安全仿真
為了解決化工安全實(shí)踐環(huán)節(jié)存在的難重復(fù)、不可得、成本高難承受等難題,2017級化工專業(yè)培養(yǎng)方案中,在大二第二學(xué)期新增化工安全仿真課程(16學(xué)時(shí))。該課程在化工安全導(dǎo)論課程的理論基礎(chǔ)上,采用現(xiàn)代信息技術(shù),開展危險(xiǎn)化學(xué)品安全、實(shí)驗(yàn)室安全、典型事故案例的仿真教學(xué),是采用課堂授課和學(xué)生上機(jī)練習(xí)相結(jié)合的實(shí)踐課程。
課程依托國家級化學(xué)化工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺,將化工、安全與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、信息技術(shù)、三維圖形圖像技術(shù)相結(jié)合,讓學(xué)生對于可能出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室或者生產(chǎn)過程中的安全事故進(jìn)行模擬訓(xùn)練,逼真地進(jìn)行化工安全教育,增強(qiáng)學(xué)生的安全意識及安全事故應(yīng)對能力,最大限度降低化工類實(shí)驗(yàn)室和化工企業(yè)的安全事故。課程按照危險(xiǎn)化學(xué)品安全、實(shí)驗(yàn)室安全、典型事故案例三個(gè)模塊展開,配以化工安全微課堂作為輔助。通過化工安全仿真實(shí)踐課程,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在安全意識、實(shí)驗(yàn)室安全應(yīng)急處置、安全事故分析和解決問題的能力。
(三)化工過程安全
化工安全指的是化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)工程、化工生產(chǎn)過程中的安全問題[7]?;み^程安全是通過對化工工藝危害和風(fēng)險(xiǎn)的識別、分析、評價(jià)和處理,從而避免與化工工藝相關(guān)的傷害和事故。過程安全關(guān)注的是從過程設(shè)計(jì)開始的化工過程自身的安全。通過對化工過程整個(gè)生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)的管理,從根本上減少或消除事故隱患,從而降低發(fā)生重大事故的風(fēng)險(xiǎn)。
在2017級的培養(yǎng)方案中,在大三第二學(xué)期新增化工過程安全課程(16學(xué)時(shí)),以化工專業(yè)課程如化工原理、物理化學(xué)、反應(yīng)工程等為先修課程,系統(tǒng)了解化工過程安全的基本理論和方法,在壓力容器、化學(xué)反應(yīng)過程、單元操作、工藝過程等方面具備較強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)分析、辨識能力,課程內(nèi)容涵蓋風(fēng)險(xiǎn)識別、分析與評價(jià)、壓力容器、化學(xué)反應(yīng)過程熱風(fēng)險(xiǎn)、化工單元操作安全防范、化工工藝過程安全等內(nèi)容。通過該課程的學(xué)習(xí)可以加深對專業(yè)知識的理解,并加強(qiáng)對化工過程中風(fēng)險(xiǎn)的識別、分析與評價(jià)能力,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)化工安全相關(guān)知識和從事化工安全相關(guān)工作打下理論基礎(chǔ)。
(四)企業(yè)EHS風(fēng)險(xiǎn)管理基礎(chǔ)
為了讓學(xué)生更全面地了解企業(yè)EHS管理體系,能識別、量化分析和客觀評價(jià)新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用對社會、健康、安全、法律以及文化的潛在影響,并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任,我校每年聘請10余名實(shí)驗(yàn)室安全領(lǐng)域?qū)<遥ㄈA東理工大學(xué)EHS校友會)形成授課團(tuán)隊(duì),在大四第二學(xué)期專門設(shè)置企業(yè)EHS風(fēng)險(xiǎn)管理基礎(chǔ)課程(16學(xué)時(shí)),為畢業(yè)后從事化工專業(yè)相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。
該課程重在推行EHS的理念和意識,幫助學(xué)生樹立正確的倫理價(jià)值觀。圍繞企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中存在的環(huán)境、健康與安全的風(fēng)險(xiǎn),闡述了風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)控制的基本理念和方法,從產(chǎn)品安全、職業(yè)健康、工藝安全、環(huán)境保護(hù)、公共安全、事故與應(yīng)急、物流安全等七個(gè)方面,介紹相關(guān)的法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)以及最新的企業(yè)實(shí)踐,并結(jié)合實(shí)際案例,對企業(yè)的環(huán)境、健康與安全風(fēng)險(xiǎn)防范等提出了意見和建議。同時(shí),針對高校以及科研單位,從操作層面介紹了實(shí)驗(yàn)室的危害識別、個(gè)人防護(hù)、應(yīng)急救援等內(nèi)容。通過課程學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生EHS責(zé)任意識;初步掌握EHS基礎(chǔ)知識,能夠主動查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行基本風(fēng)險(xiǎn)識別和評估,具備保護(hù)環(huán)境、保障社會和個(gè)人安全的能力。
二、課程教學(xué)改革與實(shí)踐
(一)基于國內(nèi)國際認(rèn)證要求,構(gòu)建課程量化評價(jià)體系
我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)2014年通過了美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(ABET)專業(yè)認(rèn)證,并獲得此項(xiàng)認(rèn)證所能給予的9年最長有效期[12],成為中國大陸高校中首個(gè)通過 ABET認(rèn)證的專業(yè),為國內(nèi)高校探索了一條工程教育國際化的新路徑[13-15]。2008年和2014年,化學(xué)工程與工藝專業(yè)分別通過了國內(nèi)工程教育專業(yè)認(rèn)證和復(fù)認(rèn)證。
根據(jù)ABET認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)[16],將化工安全導(dǎo)論、化工安全仿真、化工過程安全和企業(yè)EHS風(fēng)險(xiǎn)管理課程作為專業(yè)必修課程,在課程國際化和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中,依據(jù)“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)”的教學(xué)理念,修訂完善課程教學(xué)大綱,構(gòu)建課程量化評價(jià)體系,主要包括:(1)確定課程總的教學(xué)目標(biāo);(2)細(xì)化課程教學(xué)目標(biāo)以匹配學(xué)生能力的培養(yǎng);(3)構(gòu)建課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的支撐強(qiáng)度矩陣;(4)梳理課程內(nèi)容,歸納總結(jié)課程所有的知識點(diǎn),制作課程知識體系圖譜,去掉課程中“水”的部分,為金課建設(shè)奠定基礎(chǔ);(5)設(shè)計(jì)先修后修課程的支撐案例,明確課程體系內(nèi)必修課程的先修后修關(guān)系,構(gòu)建化工類安全課程體系地圖;(6)確定課程教學(xué)內(nèi)容、安排及教學(xué)方法;(7)構(gòu)建可量化的學(xué)生能力評價(jià)體系,采用明確具體的評價(jià)手段和數(shù)據(jù)結(jié)果顯示課程達(dá)成目標(biāo)的程度,涉及支撐指標(biāo)點(diǎn)的課程目標(biāo)考核方式及其權(quán)值分配、支撐指標(biāo)點(diǎn)的課程目標(biāo)考核方式的權(quán)值分解說明及達(dá)成標(biāo)準(zhǔn);(8)構(gòu)建課程的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制,通過數(shù)據(jù)反饋不斷改進(jìn)教學(xué),使專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)在本課程中完美體現(xiàn)。
(二)編寫新教材,融合系列教材
教材作為教學(xué)內(nèi)容的載體,是影響教學(xué)效果的重要因素。我校化工專業(yè)安全類課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),根據(jù)課程知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分別編寫了《大學(xué)生安全技術(shù)導(dǎo)論》(王評、袁萍、何美琴,華東理工大學(xué)出版社,2011)和《企業(yè)環(huán)境健康安全風(fēng)險(xiǎn)管理》(修光利、李濤等,化學(xué)工業(yè)出版社,2017年)兩本教材,如圖2所示。
與此同時(shí),調(diào)研發(fā)現(xiàn)國內(nèi)同類院?;ゎ悓I(yè)出版的化工過程安全類課程相關(guān)教材,其內(nèi)容和適用性相差較大,有些理論性較強(qiáng),有些偏工藝安全,有些適于大一大二。據(jù)此,在華東理工大學(xué)EHS校友會指導(dǎo)下,化工安全課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫了適于化工過程安全課程的教材,覆蓋了化工安全導(dǎo)論和化工過程安全課程內(nèi)容?;ぐ踩珜?dǎo)論課程部分,教材內(nèi)容在原有課程教材《大學(xué)生安全技術(shù)導(dǎo)論》的基礎(chǔ)上,強(qiáng)化了危險(xiǎn)化學(xué)品基礎(chǔ)知識和化工實(shí)驗(yàn)室安全教育的內(nèi)容,刪除原有大學(xué)生活安全中交通安全、防止網(wǎng)絡(luò)詐騙等內(nèi)容,突出化工安全管理、防火防爆安全技術(shù)等實(shí)用性強(qiáng)的專業(yè)知識;化工過程安全課程部分,結(jié)合其他教材的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際生產(chǎn)的需要、突出了Hazop分析、壓力容器安全、化學(xué)反應(yīng)熱分析、化工單元操作安全防范、化工工藝過程安全的內(nèi)容,基本滿足了在今后工作中遇到的安全相關(guān)知識的需要。該教材作為國際認(rèn)證系列教材之一,擬于2021在化學(xué)工業(yè)出版社出版。
(三)融合信息技術(shù),建設(shè)MOOC課程
針對化工安全系列課程,教學(xué)團(tuán)隊(duì)深度融合信息技術(shù)與專業(yè)課程,錄制化工安全MOOC課程,并在中國大學(xué)MOOC公開(如圖3所示)發(fā)布,覆蓋了化工安全導(dǎo)論和化工過程安全內(nèi)容;錄制企業(yè)EHS風(fēng)險(xiǎn)管理基礎(chǔ)MOOC課程,并在智慧樹網(wǎng)站公開(如圖4所示)。方便校內(nèi)外、課堂內(nèi)外、網(wǎng)絡(luò)線上線下的拓展學(xué)習(xí),并向全國所有學(xué)生開放。MOOC課程中知識點(diǎn)的凝練,方便學(xué)生課后復(fù)習(xí),鞏固教學(xué)成果。
(四)開展教學(xué)研討,學(xué)習(xí)分享課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)
化工專業(yè)非常重視教學(xué)研討以促進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。2017年起,通過梳理課程體系,逐漸組建并完善了安全類課程師資隊(duì)伍和教學(xué)內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上,教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極參加各類教學(xué)研討,與同行探討教學(xué)經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)化工安全類課程體系的持續(xù)改進(jìn)。
比如,2019年7月,在全國高校一流化工專業(yè)及一流課程建設(shè)研討會上,彭陽峰副教授針對華東理工大學(xué)化工安全課程建設(shè)做了分會場報(bào)告,并與來自不同學(xué)校的老師交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn),為課程建設(shè)建言獻(xiàn)策;2019年11月,在第一屆全國高?;ゎ悓I(yè)安全教學(xué)研討會上,我?;ぐ踩愓n程負(fù)責(zé)人李濤教授作了《全過程全覆蓋化工安全教育體系及實(shí)踐》大會報(bào)告,介紹分享了我校化工專業(yè)安全課程教育體系建設(shè)實(shí)踐的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),并與同行進(jìn)行交流;2020年12月,在第二屆全國高校化工類專業(yè)安全教學(xué)研討會上,李濤教授作了《高校化工安全體系建設(shè)——以華東理工大學(xué)為例》大會報(bào)告,介紹分享了我校化工專業(yè)安全課程體系建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室安全管理的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),如圖5所示。
三、結(jié)束語
化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,化工行業(yè)涉及化學(xué)品生產(chǎn)尤其是危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn),具有易燃、易爆、有毒、有害等固有危險(xiǎn)性。這些危險(xiǎn)特性并不會隨著社會進(jìn)步或經(jīng)濟(jì)發(fā)展而改變,要控制這些相對高的風(fēng)險(xiǎn)必須有高素質(zhì)的化工人才作支撐。作為化工類本科生,必須在本科學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)和掌握化工安全生產(chǎn)基礎(chǔ)知識,成為既懂化工又懂安全的復(fù)合型人才,以適應(yīng)現(xiàn)代化工企業(yè)對人才的需求。
我?;I(yè)根據(jù)化工安全復(fù)合型人才所需的知識體系和能力要求,2017年起重點(diǎn)梳理安全類課程體系,通過實(shí)施安全教育四年不斷線,四年分別開設(shè)化工安全導(dǎo)論(大一)、化工安全仿真(大二)、化工過程安全(大三)、企業(yè)EHS風(fēng)險(xiǎn)管理課程(大四)四門必修課程,全過程培養(yǎng)工程倫理觀。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行教學(xué)改革,包括構(gòu)建課程量化評價(jià)體系,根據(jù)知識體系特點(diǎn)編寫新教材,構(gòu)建MOOC課程,開展教學(xué)研討學(xué)習(xí)分享交流課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。通過幾年的教學(xué)實(shí)踐,2020屆化工專業(yè)畢業(yè)生在工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中與安全相關(guān)能力,包括工程與社會、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展和職業(yè)規(guī)范,分別達(dá)到0.852、0.871和0.887;在化工設(shè)計(jì)、化工原理實(shí)驗(yàn)和化工專業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié),在校師生都反映在環(huán)境-健康-安全分析、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和危險(xiǎn)化學(xué)品使用等方面的安全意識明顯提高。因此,從定量和定性方面都說明化工專業(yè)安全類課程體系建設(shè)已初見成效。本文所提出的化工類安全課程體系建設(shè)對其他課程體系的教學(xué)也具有一定的指導(dǎo)意義。
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