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    網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)環(huán)境下分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革策略

    2023-06-06 18:10:09安貴杰
    互聯(lián)網(wǎng)周刊 2023年10期
    關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革分子生物學(xué)

    摘要:分子生物實(shí)驗(yàn)室是院校教學(xué)中的重要組成部分,也是當(dāng)前對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才進(jìn)行培養(yǎng)的重要模式。通過(guò)應(yīng)用分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)習(xí)慣和創(chuàng)新精神,同時(shí)還能提高學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。但是在當(dāng)前分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際教學(xué)過(guò)程中仍然存在諸多問(wèn)題,因此本文針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析,并提出有針對(duì)性的策略,通過(guò)這些策略能夠增加教師與學(xué)生之間的交流機(jī)會(huì)和時(shí)間,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的了解,提高教學(xué)效率。

    關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)環(huán)境;分子生物學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

    引言

    分子生物學(xué)主要是針對(duì)大分子的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行深入研究,以此來(lái)了解生命現(xiàn)象的本質(zhì),逐漸成為生命科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容,而且也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)、農(nóng)業(yè)行業(yè)、環(huán)保行業(yè)等。在工業(yè)領(lǐng)域中,以基因工程作為基礎(chǔ)逐漸形成了新型工業(yè),在實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用可再生資源對(duì)化石原料進(jìn)行替代,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。分子生物學(xué)理論和實(shí)踐課程都是高校教學(xué)的重要內(nèi)容,分子生物學(xué)技術(shù)也逐漸成為農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中的必要手段。因此,在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)環(huán)境下進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,能夠有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量,促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

    1. 當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

    1.1 忽略了學(xué)生的主體地位

    學(xué)生是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體,也是學(xué)習(xí)的主體,只有他們充分發(fā)揮自身的主觀(guān)能動(dòng)性,積極地對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行處理和了解,才能真正掌握知識(shí)的特點(diǎn)和意義。然而在傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,通常將教師作為課堂主體。在實(shí)驗(yàn)課程當(dāng)中,老師會(huì)為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的目的和原理,也會(huì)將方法和注意事項(xiàng)告知學(xué)生,對(duì)于一些較為復(fù)雜的流程,教師還會(huì)為學(xué)生示范[1]。教師的講解占據(jù)了大部分課堂時(shí)間,減少了學(xué)生的實(shí)踐時(shí)間和獨(dú)立思考時(shí)間,使學(xué)生在被動(dòng)中接受新知識(shí),也會(huì)被動(dòng)地按照教師示范內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,但是由于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中缺乏探索和思考的過(guò)程,所以會(huì)降低學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣,從而降低課堂教學(xué)效率。

    1.2 考核方式單一

    在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中,教師通常應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和整體成績(jī)進(jìn)行判斷,由于大部分學(xué)生在教學(xué)中缺乏實(shí)際操作能力,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量一直無(wú)法得到提升。還有部分學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真完成自己的實(shí)驗(yàn),而是對(duì)他人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行抄襲,但是他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟那些真正完成了實(shí)驗(yàn)的同學(xué)沒(méi)有較大差距,有的還會(huì)由于書(shū)寫(xiě)工整而獲得更高的評(píng)分。這樣的評(píng)價(jià)方法和教學(xué)方法逐漸降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)興趣,也降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此,在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)背景下,應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì),尤其是要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì),以此來(lái)提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率,積極開(kāi)展智慧教育模式,實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)學(xué)習(xí)”到“主動(dòng)學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)化,從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量。

    2. 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革策略

    2.1 完善教學(xué)內(nèi)容

    在對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選取過(guò)程中,教師應(yīng)該針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生展開(kāi)不同的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),同時(shí)做好創(chuàng)新與探索工作。例如,在對(duì)師范類(lèi)生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)應(yīng)用獨(dú)立的實(shí)驗(yàn),有利于提升學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能,更好地掌握實(shí)驗(yàn)方法,也便于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)設(shè)備操作。因此,在對(duì)這一專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中,應(yīng)主要讓學(xué)生學(xué)習(xí)各種系統(tǒng)性、實(shí)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)和操作,包括細(xì)菌質(zhì)粒DNA的酶切和提取、不同生物基因組DNA的提取和DNA電泳檢測(cè)等。

    由于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和實(shí)用性,教師可以將分子生物學(xué)技術(shù)中的部分技術(shù)含量相對(duì)較高而且可操作性較強(qiáng)的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化和整合,使其形成綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),主要包括PCR擴(kuò)增Cytb基因、RFLP酶切分析、提取動(dòng)物肌肉組織DNA和瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)等。經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)實(shí)踐對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)教育的方式進(jìn)行有效總結(jié),通過(guò)對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)教育模式進(jìn)行應(yīng)用,生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生雖然沒(méi)有得到良好的實(shí)驗(yàn)效果,但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,有效培養(yǎng)了學(xué)生的價(jià)值觀(guān)念和全局觀(guān)念,使學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析的過(guò)程中,能夠更加全面地考慮。

    在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作都是由實(shí)驗(yàn)員完成的,包括消耗品的預(yù)加工和配制分子生物學(xué)的一些常見(jiàn)藥劑等,這直接導(dǎo)致學(xué)生缺乏此方面的能力和訓(xùn)練,學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行思考和分析時(shí),會(huì)忽略一些重要的影響因素[2]。因此,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過(guò)程中加入一項(xiàng)關(guān)于分子生物學(xué)的藥劑配制的實(shí)驗(yàn)課程,要求學(xué)生們以小組為單位,完成配制藥劑步驟,如果小組配制出來(lái)的藥劑出現(xiàn)問(wèn)題,那么會(huì)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)造成嚴(yán)重的影響和干擾,甚至?xí)?duì)其他的實(shí)驗(yàn)造成影響。通過(guò)這樣的方法不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和溝通能力,還可以提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)水平和科技素養(yǎng),包括環(huán)境保護(hù)等觀(guān)念。

    在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革當(dāng)中還包含實(shí)驗(yàn)方法的改革,可以在教學(xué)過(guò)程中對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)模式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,學(xué)生還可以根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn),對(duì)配制藥劑的過(guò)程中所需藥劑的物理特性和化學(xué)特性有一定的認(rèn)識(shí),從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)原理的理解和掌握。除此之外,在教育內(nèi)容改革過(guò)程中,還需要持續(xù)地對(duì)在課堂中使用的實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行優(yōu)化和完善。

    CTAB法抽取植物的DNA屬于一種基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),也是較為常見(jiàn)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)方式通常應(yīng)用液氮研磨的方法將植物組織進(jìn)行粉碎,但是這種實(shí)驗(yàn)方式經(jīng)常會(huì)造成課堂混亂,還可能會(huì)對(duì)學(xué)生們的身體造成傷害。因此,在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中教師需要對(duì)這一實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行優(yōu)化和完善。例如,每個(gè)學(xué)生稱(chēng)量出約100mg的植物葉片進(jìn)行分裝,然后進(jìn)行相同的DNA提取流程。通過(guò)這樣的方法不僅可以縮短整個(gè)實(shí)驗(yàn)的耗時(shí),還能夠減少對(duì)DNA抽取結(jié)果的影響,從而滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)需要。

    2.2 充分應(yīng)用移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)

    目前信息技術(shù)與課程教學(xué)持續(xù)融合,逐漸出現(xiàn)了諸多移動(dòng)教學(xué)平臺(tái),包括雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等,這些教學(xué)平臺(tái)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行有效結(jié)合,其中包含課前、課中和課后諸多教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)流程,為智慧教育工作提供了重要的發(fā)展方向。

    在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)之前,教師需要將課程內(nèi)容和資源上傳至教學(xué)平臺(tái),讓同學(xué)們根據(jù)要求,做好預(yù)習(xí)工作。在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師可以充分運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂的方法,進(jìn)行更深層次的教學(xué),從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。在每個(gè)操作環(huán)節(jié)當(dāng)中,應(yīng)該給學(xué)生充足的思考時(shí)間,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn),從而提高學(xué)習(xí)積極性。在課堂教學(xué)完成以后,通過(guò)設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[3]。而且在此基礎(chǔ)上,教師可以構(gòu)建一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)智能化。通過(guò)制作課件和微課等多種形式的教學(xué)資料,并以個(gè)性化的方式為用戶(hù)提供高質(zhì)量的學(xué)習(xí)資料。通過(guò)課程的設(shè)計(jì)能夠提高教師的教學(xué)能力和教學(xué)水平。在課堂教學(xué)當(dāng)中,學(xué)生是課堂的主體和核心,只有不斷豐富課堂資源和內(nèi)容,才能夠增強(qiáng)學(xué)生的好奇心,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)當(dāng)中,以此來(lái)提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

    在移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)當(dāng)中,能夠?qū)W(xué)生的每個(gè)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行詳細(xì)記載,在分析和研究以后,能夠?qū)⑦@些研究結(jié)果反饋給教師,使老師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解,也能夠明確自身教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足,并及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。在移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)中,也可以充分利用討論方法,為教師和學(xué)生之間的相互交流提供便利,拉近師生之間的距離,促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作。

    2.3 應(yīng)用多元化評(píng)價(jià)方法

    根據(jù)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)情況來(lái)看,實(shí)驗(yàn)報(bào)告屬于重要考核內(nèi)容。部分學(xué)生只需要抄襲其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告就可以獲得較高的成績(jī),教師通過(guò)這樣的方法也無(wú)法對(duì)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了解。所以,為了有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),對(duì)考核機(jī)制進(jìn)行完善。通過(guò)應(yīng)用手機(jī)教學(xué)平臺(tái),增加實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核的比重,可以將考核形式分成兩種,分別為線(xiàn)上考核和線(xiàn)下考核,兩種模式各占50%的比重。線(xiàn)上考核主要包括實(shí)驗(yàn)說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)踐技能等,通過(guò)應(yīng)用交流發(fā)言、觀(guān)摩教學(xué)視頻和單元小測(cè)的方法對(duì)線(xiàn)上考核情況進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。通常應(yīng)用多種方式來(lái)客觀(guān)反映學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)情況,同時(shí)還可以保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性,從而提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量。過(guò)程性評(píng)價(jià)屬于一種新型的教學(xué)評(píng)價(jià)理念,這一評(píng)估方法能夠使教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和發(fā)展情況的了解,能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

    教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)估時(shí),可以應(yīng)用電子文件夾的形式。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師將每個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)作都錄制下來(lái),并保存到電子文件夾當(dāng)中,供教師和學(xué)生隨時(shí)查閱,比較學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的改變,并做出準(zhǔn)確評(píng)估,使學(xué)生了解自身的進(jìn)步情況,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[4]。教師還可以將所有小測(cè)驗(yàn)的考卷都保存在電子文件里,使教師能夠進(jìn)一步了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況,也能夠使學(xué)生了解自身的成績(jī)變化情況,并據(jù)此調(diào)整學(xué)習(xí)方法,保障課程的順利進(jìn)行,提高課程質(zhì)量。除此之外,教師還要將一些具有典型意義的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和討論發(fā)言等資料放入一個(gè)文件當(dāng)中,以此來(lái)引起學(xué)生的反思。

    2.4 優(yōu)化教學(xué)方法

    針對(duì)每個(gè)特定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和需要,采取多種不同的實(shí)驗(yàn)方法。要在分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,盡量讓學(xué)生了解基本的實(shí)驗(yàn)方法,熟悉常用的實(shí)驗(yàn)儀器和儀器的使用。在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)展當(dāng)中,教師應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)中各個(gè)步驟之間的內(nèi)在聯(lián)系作為重點(diǎn),同時(shí)也需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作關(guān)鍵點(diǎn)和技巧的重視。學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作過(guò)程中,教師應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生存在的問(wèn)題,也可以對(duì)學(xué)生所遇到的問(wèn)題進(jìn)行單獨(dú)指導(dǎo)。教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗原因的關(guān)注,并適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生尋找原因、分析原因,同時(shí)尋找解決問(wèn)題的方法。

    在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,要增強(qiáng)教師與學(xué)生之間的交流和互動(dòng),利用事先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)資料,來(lái)彌補(bǔ)由于實(shí)驗(yàn)失敗而造成的消極局面,充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,持續(xù)指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[5]。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中,可以充分應(yīng)用多媒體技術(shù)、虛擬的實(shí)驗(yàn)技術(shù),將分子生物學(xué)中的抽象理念和技術(shù)轉(zhuǎn)化成可視化的動(dòng)畫(huà)和視頻,從而使實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容更加生動(dòng)、直觀(guān),以此來(lái)豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有了整體認(rèn)識(shí)之后,就可以在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)手操作,嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行操作就可以輕松完成實(shí)驗(yàn)。

    在大學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)當(dāng)中,開(kāi)放型的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)屬于一種新型實(shí)驗(yàn)?zāi)J?。通過(guò)應(yīng)用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生能夠在課余時(shí)間自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作,并親身參與實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程。對(duì)于一些有空閑時(shí)間的同學(xué)來(lái)說(shuō),開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室就變成了第二課堂,學(xué)生可以通過(guò)查閱資料、撰寫(xiě)論文報(bào)告等方法對(duì)自己所喜歡的課題進(jìn)行挑選,然后向?qū)W校提交開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng),得到同意后,學(xué)生就可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在實(shí)驗(yàn)老師的指導(dǎo)下開(kāi)展課題工作。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要擴(kuò)展,這種方法可以為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境,而且這種教學(xué)方法以學(xué)生為主、教師為輔,有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

    結(jié)語(yǔ)

    總體而言,在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)環(huán)境下,分子生物實(shí)驗(yàn)屬于一項(xiàng)極其重要的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),所以在高校教學(xué)過(guò)程中需要對(duì)分子生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革和優(yōu)化,以此來(lái)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量。因此本文針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析,同時(shí)提出了一些有針對(duì)性的策略,以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和整體學(xué)習(xí)水平,也能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和自主探究能力,為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供重要支撐。

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    作者簡(jiǎn)介:安貴杰,碩士研究生,研究方向:醫(yī)學(xué)生物化學(xué)。

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