基于SOLO分類評(píng)價(jià)理論的高考化學(xué)試題能力結(jié)構(gòu)水平分析及教學(xué)啟示

王春　單旭峰　江合佩　

摘要： 2023年全國(guó)卷高考化學(xué)試題踐行高考評(píng)價(jià)體系要求，突出對(duì)化學(xué)核心素養(yǎng)、必備知識(shí)和關(guān)鍵能力的考查，體現(xiàn)了育人價(jià)值導(dǎo)向，有利于促進(jìn)基礎(chǔ)教育改革和高考綜合改革的發(fā)展。依據(jù)SOLO分類評(píng)價(jià)理論對(duì)2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷化學(xué)試題的能力結(jié)構(gòu)水平進(jìn)行比較研究，探查試題命制特點(diǎn)和規(guī)律，以期優(yōu)化和改進(jìn)課堂教學(xué)。研究發(fā)現(xiàn)：試題SOLO層次結(jié)構(gòu)完整，多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題占比較高，體現(xiàn)試題的選拔性;知識(shí)模塊SOLO層級(jí)分布整體平穩(wěn)，試題檢測(cè)內(nèi)容全面，注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查，體現(xiàn)試題的基礎(chǔ)性。

關(guān)鍵詞： SOLO分類評(píng)價(jià)理論； 高考化學(xué)試題； 能力結(jié)構(gòu)水平

文章編號(hào)： 10056629（2023）11008308 中圖分類號(hào)： G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

最新頒布的《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》中提出：“科學(xué)設(shè)計(jì)命題內(nèi)容，增強(qiáng)基礎(chǔ)性、綜合性，著重考查學(xué)生獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力。［1，2］”由此可見，高考試題的命題特點(diǎn)和試題對(duì)學(xué)生能力水平的考查對(duì)今后的復(fù)習(xí)備考具有較強(qiáng)的導(dǎo)向性，備受廣大教師的關(guān)注。本研究結(jié)合2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理科綜合化學(xué)試題，借助SOLO分類評(píng)價(jià)理論對(duì)試題考查的能力結(jié)構(gòu)水平進(jìn)行解讀，并對(duì)今后化學(xué)教學(xué)提出幾點(diǎn)建議，以期使廣大化學(xué)教師在了解試題命題特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入了解高考化學(xué)試題的能力水平層次，提升課堂教學(xué)的效率，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展［3，4］。

1 SOLO分類評(píng)價(jià)理論基本內(nèi)涵

SOLO分類評(píng)價(jià)理論（Structure of the Observed Learning Outcome）又被稱為可觀察學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)，作為一種以等級(jí)描述為特征的質(zhì)性評(píng)價(jià)研究方法，SOLO分類評(píng)價(jià)理論的基本理念主要來源于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論［5］。SOLO分類理論針對(duì)學(xué)生回答某一問題展現(xiàn)出來的不同思維層級(jí)，將思維能力水平按從低到高、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則劃分為前結(jié)構(gòu)水平（P）、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平（U）、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平（M）、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R）、抽象拓展結(jié)構(gòu)水平（Ea）。SOLO分類理論的結(jié)構(gòu)水平、基本特點(diǎn)及模型表征如表1所示［6］。

2 基于SOLO分類評(píng)價(jià)理論的高考化學(xué)試題研究

全面了解高考化學(xué)試題考查的能力水平層次，對(duì)教師的課堂教學(xué)和學(xué)生的能力培養(yǎng)有著積極的意義，對(duì)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的全面發(fā)展有重要價(jià)值。下文以2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理科綜合化學(xué)試題為對(duì)象，對(duì)試題考查的能力結(jié)構(gòu)水平進(jìn)行研究，以期讓廣大化學(xué)教師更為深入、全面地從試題能力考查要求的視角洞悉試題命制特點(diǎn)，更好地優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量［8］。

2.1 研究思路

本研究主要采用SOLO分類評(píng)價(jià)理論作為高考試題的評(píng)價(jià)工具。首先在SOLO分類理論內(nèi)容的基礎(chǔ)上例舉了2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理科綜合化學(xué)試題考查的能力水平層次，其次對(duì)2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理科綜合化學(xué)試題分別從試題考查的SOLO結(jié)構(gòu)水平層次和試題中具體知識(shí)模塊的SOLO結(jié)構(gòu)水平層次進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和分析。

2.2 研究過程

2.2.1 試題的SOLO結(jié)構(gòu)水平分析范例

以2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理科綜合化學(xué)試題的部分題目為例，參照SOLO各水平層次劃分的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試題進(jìn)行分析。

2.2.1.1 單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平（U）分析范例

例1 （2023年高考全國(guó)乙卷第9題）下列裝置可以用于相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的是（D）。

本題以中學(xué)化學(xué)典型實(shí)驗(yàn)裝置為素材情境，考查的知識(shí)內(nèi)容為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見物質(zhì)的制備、混合物的分離和提純、典型氣體的性質(zhì)驗(yàn)證及測(cè)量等基本操作。試題知識(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳基本原理、萃取和分液、SO2氣體的漂白性及用排水的方法定量測(cè)定氣體的體積相關(guān)知識(shí)進(jìn)行作答。試題考查內(nèi)容及能力要求為單一知識(shí)結(jié)構(gòu)，因此本題可劃分為SOLO分類層次中的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平層次。

2.2.1.2 多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平（M）分析范例

例2 （2023年高考全國(guó)甲卷第35題）將酞菁鈷酞菁三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑。回答下列問題：

（1） 圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為同素異形體，其中屬于原子晶體的是金剛石，C60間的作用力是范德華力。

（2） 酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

酞菁分子中所有原子共平面，其中p軌道能提供一對(duì)電子的N原子是 ③ （填圖2酞菁中N原子的標(biāo)號(hào)）。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價(jià)為 +2 ，氮原子提供孤對(duì)電子與鈷離子形成 配位 鍵。

（3） 氣態(tài)AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在，其空間結(jié)構(gòu)如圖3所示，二聚體中Al的軌道雜化類型為 sp3 。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃，遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃，由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為 離子 鍵。AlF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖4所示，F(xiàn)-的配位數(shù)為 2 。若晶胞參數(shù)為a pm，晶體密度ρ=84NAa3×10－30g·cm－3（列出計(jì)算式）。

本題以酞菁鈷酞菁三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑為信息載體，考查的知識(shí)內(nèi)容涉及同素異形體、晶體類型、分子間作用力、化學(xué)鍵和中心原子雜化軌道類型的判斷，配位化合物中配位數(shù)的推斷及晶體結(jié)構(gòu)晶胞密度的相關(guān)計(jì)算等內(nèi)容。依據(jù)題意知圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們的組成元素均為碳元素，因此，它們互為同素異形體；其中金剛石屬于原子晶體，石墨屬于混合型晶體，C60屬于分子晶體，碳納米管不屬于原子晶體；C60間的作用力是范德華力。酞菁分子中所有原子共平面，則其分子中所有的C原子和所有的N原子均為sp2雜化，且分子中存在大π鍵，其中標(biāo)號(hào)為①和②的N原子均有一對(duì)電子占據(jù)了一個(gè)sp2雜化軌道，其p軌道只能提供1個(gè)電子參與形成大π鍵，標(biāo)號(hào)為③的N原子的p軌道能提供一對(duì)電子參與形成大π鍵，因此標(biāo)號(hào)為③的N原子形成的N—H鍵易斷裂從而電離出H+；鈷酞菁分子中，失去了2個(gè)H+的酞菁離子與鈷離子通過配位鍵結(jié)合成分子，因此，鈷離子的化合價(jià)為+2，氮原子提供孤電子對(duì)與鈷離子形成配位鍵。由Al2Cl6的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合相關(guān)元素的原子結(jié)構(gòu)可知，Al原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，其與其周圍的4個(gè)氯原子形成四面體結(jié)構(gòu)，因此，二聚體中Al的軌道雜化類型為sp3。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃，遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃，由于F的電負(fù)性最大，其吸引電子的能力最強(qiáng)，因此，可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為離子鍵。由AlF3的晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中含灰色球（大球）的個(gè)數(shù)為12×14=3，紅色球（小球）的個(gè)數(shù)為8×18=1，則灰色的球?yàn)镕-，距F-最近且等距的Al3+有2個(gè)，則F-的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為a pm，則晶胞的體積為（a pm）3=a3×10－30cm3，晶胞的質(zhì)量為84gNA，則其晶體密度ρ=84×1030NA·a3g·cm3。

本試題考查的能力涉及新情境素材的分析能力、基于新型分子結(jié)構(gòu)和晶體對(duì)相關(guān)化學(xué)學(xué)科知識(shí)歸納推理能力等，需要考生將試題中包含的數(shù)據(jù)信息和解題思路有機(jī)地結(jié)合起來，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題。由于試題考查的學(xué)科知識(shí)內(nèi)容涉及能力多元化，因此，本題可劃分為SOLO分類層次中的多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平層次。

2.2.1.3 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R）分析范例

例3 （2023年高考全國(guó)乙卷第28題）硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等?；卮鹣铝袉栴}：

（1） 在N2氣氛中，F(xiàn)eSO4·7H2O的脫水熱分解過程如圖所示：

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知x= 4 ，y= 1 。

（2） 已知下列熱化學(xué)方程式：

平衡時(shí)P（SO3）與T的關(guān)系如下圖所示。660K時(shí)，該反應(yīng)的平衡總壓p總= 3.0 kPa、平衡常數(shù)Kp（Ⅰ）= 2.25 （kPa）2。Kp（Ⅰ）隨反應(yīng)溫度升高而 增大 （填“增大”“減小”或“不變”）。

本試題涉及的知識(shí)點(diǎn)雖然不多，但該題對(duì)學(xué)生處理圖表信息的能力、推理計(jì)算能力、綜合應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力提出了較高的要求，要求考生在解決問題時(shí)能夠?qū)栴}與生活或?qū)W習(xí)中的知識(shí)聯(lián)系起來，并進(jìn)行拓展思考。試題考查的學(xué)科知識(shí)內(nèi)容及能力要求需要較強(qiáng)的思維發(fā)散和創(chuàng)新能力，第（1）（2）問題主要考查學(xué)生的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，第（3）問要求學(xué)生先抽象概括出甲烷催化生成甲醇的反應(yīng)機(jī)理，然后再遷移應(yīng)用解決MO+與CH2D2反應(yīng)的問題。因此，本小題可劃分為SOLO分類層次中的抽象拓展結(jié)構(gòu)水平層次。

2.2.2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果及分析

2.2.2.1 試題SOLO水平層次分布統(tǒng)計(jì)及分析

依據(jù)SOLO分類理論，結(jié)合自己的思考與分析，對(duì)2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理科綜合化學(xué)試題按照結(jié)構(gòu)水平層次編制了包含SOLO水平層次、題號(hào)、分值和占比的量表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2所示。

根據(jù)表2可以看出，試題的SOLO層次梯度明顯，以考查多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平為主，兼顧高考的公平性與選拔性。試題在命題能力層次上從簡(jiǎn)單的單一結(jié)構(gòu)水平（U）層次到較高思維水平的拓展抽象結(jié)構(gòu)水平（Ea）層次都有所涵蓋，考查的能力結(jié)構(gòu)相對(duì)較完整。從每個(gè)維度進(jìn)行具體分析可知，兩套試卷對(duì)演繹推理的拓展抽象層次的考查相對(duì)較少，占比在20%左右，而對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平考查比重較大，占比在35%左右，相比而言，全國(guó)乙卷試題對(duì)單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平考查的較全國(guó)甲卷少，但對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平考查的較全國(guó)甲卷多，整體試卷的難度略高于全國(guó)甲卷。由此可以看出，2023年高考2套全國(guó)卷的理綜化學(xué)試題不只是考查了學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，更主要的是考查了學(xué)生在新的化學(xué)問題情境下所展現(xiàn)出來的分析、解決實(shí)際問題的能力，對(duì)學(xué)生的綜合分析問題能力提出了更高的要求，有利于兼顧高考的選拔性。

2.2.2.2 知識(shí)模塊SOLO水平層次分布統(tǒng)計(jì)及分析

參照新課程標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)SOLO分類理論對(duì)2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理科綜合化學(xué)試題按照“化學(xué)基本概念和基本理論、常見無機(jī)物及其應(yīng)用、常見有機(jī)物及其應(yīng)用、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”五個(gè)知識(shí)模塊進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，如表3所示。

根據(jù)表3可以看出，2023年全國(guó)卷兩套試題中各知識(shí)模塊試題的題量和題型基本一致，試題考查的核心知識(shí)內(nèi)容分布總體平穩(wěn)，各知識(shí)模塊SOLO層次水平基本相當(dāng)，雖有波動(dòng)變化的趨勢(shì)，但不存在明顯的差異，說明兩套試題對(duì)學(xué)生知識(shí)考查和能力考查較為穩(wěn)定。另外，兩套試題在知識(shí)模塊的考查上突出對(duì)化學(xué)基本概念和基本理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的考查，保持選考內(nèi)容物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及常見有機(jī)物及其應(yīng)用試題考查內(nèi)容和知識(shí)層次水平的相對(duì)穩(wěn)定，突出考查學(xué)生的基本知識(shí)和基本技能，注重體現(xiàn)試題的基礎(chǔ)性。兩套試題在知識(shí)模塊SOLO層次水平的考查上要求學(xué)生具備的多元結(jié)構(gòu)水平（M）和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R）的試題比例較高，單一結(jié)構(gòu)水平（U）和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平（Ea）的試題比例相對(duì)較少，突出考查學(xué)生能夠關(guān)聯(lián)試題中兩個(gè)或兩個(gè)以上的線索與知識(shí)點(diǎn)解答題目，注重體現(xiàn)試題的綜合性和應(yīng)用性。從知識(shí)模塊SOLO層次水平的分析可以看出，新課程改革背景下的高考化學(xué)試題能夠很好地體現(xiàn)能力立意的高考命題要求，同時(shí)也能基于課程標(biāo)準(zhǔn)整體把握對(duì)化學(xué)學(xué)科主干知識(shí)的考查，突出對(duì)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新思維能力的考查。

3 教學(xué)啟示

針對(duì)2023年高考全國(guó)卷理綜化學(xué)試題的命題特點(diǎn)及試題能力結(jié)構(gòu)分析，在新一輪的高考化學(xué)復(fù)習(xí)備考過程中，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面。

3.1 明確新課程標(biāo)準(zhǔn)基本要求，注重學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和主干知識(shí)的關(guān)聯(lián)

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)是高考化學(xué)試題命制的重要依據(jù)，教師在高考化學(xué)復(fù)習(xí)備考過程中要仔細(xì)研讀化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中所劃分的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)水平和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平層次要求，注重整體把握學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與主干知識(shí)復(fù)習(xí)的相互關(guān)聯(lián)［9］。對(duì)于化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，如：氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、化學(xué)基本計(jì)量、溶液與膠體、元素周期律、電化學(xué)基礎(chǔ)、同系物和同分異構(gòu)體、化學(xué)鍵及分子間作用力等知識(shí)內(nèi)容，教師需要引領(lǐng)學(xué)生在教學(xué)過程中對(duì)概念進(jìn)行理解和掌握；對(duì)于化學(xué)學(xué)科的主干知識(shí)，如化學(xué)反應(yīng)與能量變化、元素單質(zhì)及化合物間的相互轉(zhuǎn)化、化學(xué)平衡基本理論及應(yīng)用、有機(jī)物的合成與推斷、晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算、化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)探究等知識(shí)內(nèi)容，教師需要引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行專題性深度學(xué)習(xí)和鞏固。另外，教師在復(fù)習(xí)過程中需要將學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)及主干知識(shí)進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，建立結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系。例如，可以將氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)基礎(chǔ)和化學(xué)反應(yīng)與能量變化知識(shí)進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)，可以將離子反應(yīng)、化學(xué)平衡基礎(chǔ)知識(shí)與水溶液中的離子平衡主干知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的遷移與發(fā)散能力。

3.2 明確高考評(píng)價(jià)體系基本內(nèi)涵，注重學(xué)生拓展抽象思維水平的發(fā)展

高考評(píng)價(jià)體系根據(jù)國(guó)家發(fā)展所需人才的特質(zhì)和素質(zhì)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，分別從基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性的角度對(duì)素質(zhì)教育的目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)［10］。2023年高考全國(guó)甲卷和全國(guó)乙卷理綜化學(xué)試題注重對(duì)化學(xué)學(xué)科必備知識(shí)的考查，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的基礎(chǔ)性、綜合性和應(yīng)用性。中學(xué)化學(xué)教師在教學(xué)過程中應(yīng)認(rèn)真研讀高考評(píng)價(jià)體系對(duì)高考考查的內(nèi)容和要求，統(tǒng)籌規(guī)劃和整體把握教學(xué)內(nèi)容的深度與廣度，發(fā)展學(xué)生拓展抽象思維水平。例如，教師在教學(xué)過程中引領(lǐng)學(xué)生對(duì)化學(xué)基本概念和基本理論等基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固的同時(shí)，通過一些富有挑戰(zhàn)性問題的設(shè)置訓(xùn)練學(xué)生學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，并通過化學(xué)反應(yīng)原理及化學(xué)工藝流程等含有新圖表、新情境、新信息專題內(nèi)容的復(fù)習(xí)提升學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)知識(shí)的遷移和應(yīng)用能力，不斷發(fā)展學(xué)生的拓展抽象思維水平和高階思維能力。

3.3 明確情境素材的應(yīng)用價(jià)值，注重學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)

高考化學(xué)試題的命制注重以化學(xué)與生活、化學(xué)與科學(xué)技術(shù)、化學(xué)與社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境等方面的內(nèi)容作為情境素材，以生活實(shí)際問題為測(cè)試任務(wù)考查學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)科關(guān)鍵能力。因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)融入更多的基于實(shí)際問題解決的內(nèi)容，密切聯(lián)系實(shí)際生活及社會(huì)熱點(diǎn)問題，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)人類社會(huì)生活和可持續(xù)發(fā)展的重要價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生基于化學(xué)的視角關(guān)注與化學(xué)相關(guān)聯(lián)的最新科技前沿發(fā)展，及時(shí)了解化學(xué)最新學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和科技研究成果，并借助文獻(xiàn)和科技成果為命題素材，考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行理解與辨析、分析與推測(cè)、歸納與論證等綜合解決實(shí)際問題的關(guān)鍵能力［11］。

總之，2023年高考全國(guó)甲卷和乙卷理綜化學(xué)試題堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)的總體原則，注重秉承立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)的高考目標(biāo)，試題的能力結(jié)構(gòu)水平層次清晰完整，聚焦學(xué)科主干內(nèi)容，著力考查學(xué)生的必備知識(shí)和關(guān)鍵能力，凸顯化學(xué)學(xué)科獨(dú)特的育人價(jià)值，對(duì)新課程改革方案下的中學(xué)化學(xué)教學(xué)有積極的導(dǎo)向作用。

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