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        試論數(shù)學(xué)文化在高中數(shù)學(xué)課堂中的滲透

        2022-07-18 00:09:50余平
        高考·上 2022年4期
        關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)文化高中數(shù)學(xué)教學(xué)策略

        余平

        摘 要:數(shù)學(xué)作為一門邏輯性和抽象性較強(qiáng)的學(xué)科,以邏輯推理和分析為主,但這并不意味著數(shù)學(xué)就是由數(shù)字和符號(hào)構(gòu)成的枯燥學(xué)科。數(shù)學(xué)是經(jīng)過(guò)前人不斷研究總結(jié)而得,具有深厚歷史且與實(shí)際生活聯(lián)系非常密切的學(xué)科。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不單單是學(xué)會(huì)計(jì)算和解題,還要深刻領(lǐng)悟數(shù)學(xué)內(nèi)涵,感受數(shù)學(xué)文化。近年來(lái),數(shù)學(xué)文化的滲透教學(xué)愈發(fā)受到教師重視,本文結(jié)合高中數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)工作,探討在具體的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中滲透數(shù)學(xué)文化教學(xué)。

        關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)文化;高中數(shù)學(xué);課堂教學(xué);教學(xué)策略

        樹(shù)立文化自信,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中汲取文化知識(shí),感受文化的魅力。丘成桐說(shuō):“我把《史記》當(dāng)作歌劇來(lái)欣賞,由于我重視歷史,而歷史是宏觀的,所以我在看數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)常常采取宏觀的觀點(diǎn),和別人的看法不一樣?!焙退形幕F(xiàn)象一樣,數(shù)學(xué)文化在某種程度上也直接支配著人們的行動(dòng)。在充分響應(yīng)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)大背景之下,學(xué)科教學(xué)不僅要注重知識(shí)的講授,也要注重學(xué)科內(nèi)涵的貫徹和學(xué)科能力的培養(yǎng)。高中數(shù)學(xué)作為較為高級(jí)的數(shù)學(xué)教學(xué)階段,更需要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)文化的魅力,自覺(jué)承擔(dān)起傳播數(shù)學(xué)文化的重?fù)?dān)。

        一、數(shù)學(xué)文化概述

        數(shù)學(xué)不僅是一門學(xué)科,只要滿足考試需求即可,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)更不只是為了考高分和解題,要注重挖掘數(shù)學(xué)學(xué)科的深刻內(nèi)涵,把握其內(nèi)在價(jià)值,最終體會(huì)到數(shù)學(xué)文化的美好[1]。

        數(shù)學(xué)作為一種文化現(xiàn)象,早已經(jīng)是人們的常識(shí)。從古希臘和文藝復(fù)興時(shí)期來(lái)看,很多文化名人就是數(shù)學(xué)家,如柏拉圖、泰勒斯等。關(guān)于數(shù)學(xué)文化的定義,從狹義角度來(lái)看是指數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)觀點(diǎn)和數(shù)學(xué)語(yǔ)言等的形成和發(fā)展;從廣義角度來(lái)看數(shù)學(xué)文化指的就是數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美、數(shù)學(xué)教育,以及數(shù)學(xué)發(fā)展中的人文成分、數(shù)學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系、數(shù)學(xué)與各種文化的關(guān)系等。近年來(lái),數(shù)學(xué)文化更是不斷深入到數(shù)學(xué)課程的教學(xué)當(dāng)中,在2017年的高考考試大綱中,數(shù)學(xué)就單獨(dú)列出了數(shù)學(xué)文化的教學(xué)板塊,進(jìn)一步滲透進(jìn)了高中課堂,滲透到了實(shí)際的數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中,讓學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程中接受數(shù)學(xué)文化熏陶,產(chǎn)生文化共鳴,體會(huì)數(shù)學(xué)的文化品位,以及體會(huì)社會(huì)文化和數(shù)學(xué)文化之間的互動(dòng)。

        二、高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化的重要作用

        (一)促進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展

        隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)文化的需求日漸增長(zhǎng),社會(huì)文明的不斷興盛,促使我國(guó)的文化事業(yè)發(fā)展迎來(lái)了新的春天。沒(méi)有文化內(nèi)涵的學(xué)科是沒(méi)有靈魂的,倘若不具備文化的支持,那么就失去了學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),從而變得空洞無(wú)物。高中數(shù)學(xué)教學(xué)如果只是理論知識(shí)的講解,就失去了學(xué)習(xí)的意義。數(shù)學(xué)學(xué)科的長(zhǎng)足發(fā)展離不開(kāi)數(shù)學(xué)文化的引領(lǐng),數(shù)學(xué)文化的滲透教學(xué)是數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)。

        (二)促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展

        數(shù)學(xué)作為高中教育體系中重要的組成部分,在學(xué)生的全面發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著極為重要的作用[2]。但是當(dāng)前學(xué)生普遍對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)表現(xiàn)出低興趣、低意愿的狀態(tài),部分學(xué)生更是出現(xiàn)了學(xué)習(xí)抵觸情緒,這對(duì)學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)來(lái)看會(huì)產(chǎn)生諸多不利影響。數(shù)學(xué)文化的引入能夠提高數(shù)學(xué)教學(xué)的系統(tǒng)性,讓學(xué)生為數(shù)學(xué)理論學(xué)習(xí)找到支撐點(diǎn),便于學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),學(xué)生的綜合素質(zhì)也會(huì)得到顯著的提升。

        (三)加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解

        數(shù)學(xué)文化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透,能夠顯著加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。對(duì)高中學(xué)生而言,學(xué)習(xí)壓力較大、學(xué)習(xí)時(shí)間也比較緊湊,故如何尋求更加高效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法,快速理解數(shù)學(xué)知識(shí)是提升數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率的關(guān)鍵所在[3]。但是在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)即使教師將知識(shí)點(diǎn)反復(fù)講解或者經(jīng)過(guò)大量習(xí)題訓(xùn)練都無(wú)法取得良好的教學(xué)效果,究其原因,是學(xué)生沒(méi)有理解知識(shí)背后的內(nèi)涵引起的。數(shù)學(xué)文化在數(shù)學(xué)課堂中的滲透,能夠引導(dǎo)學(xué)生深刻理解數(shù)學(xué)概念、公式等,讓學(xué)生真正做到知其所以然,挖掘數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)本質(zhì),促進(jìn)學(xué)習(xí)效率的提升。

        三、高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的教學(xué)策略

        (一)融入數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)故事

        在人類的歷史長(zhǎng)河中孕育出了各種各樣的文化,其中也囊括了眾多著名的數(shù)學(xué)家的歷史故事,為后代的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奠定了深厚的基礎(chǔ)[4]。數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)知識(shí)不是憑空出現(xiàn)的,而是數(shù)學(xué)家潛心鉆研的成果。教師在實(shí)施教學(xué)的過(guò)程中可以融入數(shù)學(xué)理論和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì),實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的教育,增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)底蘊(yùn)。

        例如:在學(xué)習(xí)“圓與方程”這一章節(jié)內(nèi)容的時(shí)候,需要涉及的教學(xué)內(nèi)容包括圓的相關(guān)計(jì)算等。教師可以先為學(xué)生介紹圓的歷史,并結(jié)合著名數(shù)學(xué)家祖沖之發(fā)現(xiàn)圓周率的故事展開(kāi)講解,讓學(xué)生不僅感受到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,也能夠加深對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,實(shí)現(xiàn)追根溯源式的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師可以結(jié)合多媒體技術(shù),讓學(xué)生知道圓的來(lái)源原來(lái)是古人通過(guò)觀察太陽(yáng)和陰歷十五的月亮得到的概念。一萬(wàn)八千年前的山頂洞人會(huì)使用一種尖狀石器來(lái)鉆孔,但是過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有一面鉆不透,而被鉆透的一面會(huì)留下一個(gè)中心點(diǎn),而且轉(zhuǎn)起來(lái)之后發(fā)現(xiàn)周圍都是一樣大小的。由此將石器的尖視作圓心,它的寬度的一半是半徑,這樣就得到了半徑。但是真正掌握?qǐng)A和圓的性質(zhì)的人是2000多年前,我國(guó)墨子給出的圓的概念:一中同長(zhǎng)也。這樣的教學(xué)方式比起教師作圖講解的方式更容易讓學(xué)生記住,也更容易讓學(xué)生感受到古代數(shù)學(xué)家孜孜不倦的研學(xué)態(tài)度。

        又如:在學(xué)習(xí)“等比數(shù)列”的時(shí)候,教師可以為學(xué)生講述故事:根據(jù)歷史記載,國(guó)際象棋最早起源于古印度,有位宰相見(jiàn)當(dāng)時(shí)的國(guó)王自負(fù)虛妄,于是就想給他一個(gè)教訓(xùn)。他給國(guó)王推薦了一種無(wú)人知曉的游戲……。宰相在棋盤上的第一個(gè)格子上放一粒麥子,第二個(gè)格子上放2粒麥子,第三個(gè)格子上放4粒……直到把每一個(gè)次序在后的格子中放的麥粒都必須是前一個(gè)格子麥粒數(shù)目的兩倍,直到最后一個(gè)格子第64格放滿為止。國(guó)王滿心欣喜地答應(yīng)了,那么同學(xué)們想想到底最后一共有多少麥粒?此時(shí)學(xué)生的興趣已經(jīng)被激發(fā)起來(lái)了,教師就可以順勢(shì)導(dǎo)入等比數(shù)列的相關(guān)內(nèi)容,等到該講的內(nèi)容基本講完之后,就可以回到故事留下的問(wèn)題,讓學(xué)生使用等比數(shù)列算一算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)字龐大得驚人,是全世界在兩千年內(nèi)所產(chǎn)的小麥總和,國(guó)王一下子慌了神,不知道如何是好?還好王太子的數(shù)學(xué)老師知道了這件事給國(guó)王出了一個(gè)好主意,同學(xué)們不妨課后去查一查,然后感嘆一下古人的智慧魅力。

        數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)故事是數(shù)學(xué)文化中必不可少的組成部分,值得引起教師的注意[5]。如何結(jié)合教學(xué)內(nèi)容巧妙融入數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)家的故事是值得研究的教學(xué)工作。

        (二)深刻把握教材內(nèi)容,解讀數(shù)學(xué)文化

        數(shù)學(xué)課堂是當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的主要陣地,高中數(shù)學(xué)教師則是課堂教學(xué)的主要引導(dǎo)者。因此,要想真正實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)文化的滲透教學(xué),教師自身要注重文化內(nèi)涵的提升[6],主動(dòng)研究數(shù)學(xué)文化內(nèi)涵,增加自己的數(shù)學(xué)文化知識(shí)儲(chǔ)備,才能在教學(xué)過(guò)程中向?qū)W生傳播數(shù)學(xué)文化。

        作為一名合格的數(shù)學(xué)教師需要深度把握數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容,深挖其中的數(shù)學(xué)文化內(nèi)涵。如以《九章算術(shù)》為例,其作為我國(guó)古典數(shù)學(xué)時(shí)期的輝煌成就,完成了古典數(shù)學(xué)的算法原理研究,其在高中數(shù)學(xué)的不同階段都有體現(xiàn),如關(guān)于長(zhǎng)方體體積的計(jì)算,其中提到:“方自乘,以高乘之即積尺?!庇秩缙渲幸步榻B了關(guān)于算法的相關(guān)內(nèi)容,如其提出的“可半者半之,不可半者,副置分母、子之?dāng)?shù),以少減多,更相減損,其等也。以等數(shù)約之”。都給學(xué)生的高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)帶來(lái)很多有益的提示,也能夠給當(dāng)前的高中數(shù)學(xué)教學(xué)提供相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)。例如:在學(xué)習(xí)“平面向量的概念”的時(shí)候,教師要考慮到數(shù)學(xué)概念是屬于非常抽象的內(nèi)容,而且向量還是和物理學(xué)中的矢量一致的,是用于表示方向、大小的量。向量是近代數(shù)學(xué)中非?;镜臄?shù)學(xué)概念之一,是用于溝通代數(shù)、幾何與三角函數(shù)的工具,雖然這部分內(nèi)容不是很難,但是很多學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候,時(shí)常出現(xiàn)概念混淆的現(xiàn)象,為了更好地解決這個(gè)問(wèn)題,教師可以引入歐拉、拉格朗日定理,展示物理中的平行四邊形概念,還可以適當(dāng)講解萊布尼茨的位置幾何內(nèi)容,加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解。

        (三)注重?cái)?shù)學(xué)作業(yè)的文化滲透效果

        教師在課堂上講了千百遍,也不如學(xué)生自己實(shí)際操作一遍。因此,教師可以通過(guò)給學(xué)生布置數(shù)學(xué)作業(yè)的方式,讓學(xué)生課后花時(shí)間去接觸數(shù)學(xué)文化,并學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)文化。如:可以讓學(xué)生每天寫(xiě)一篇數(shù)學(xué)日記,并需要記錄下自己通過(guò)查閱資料的方式學(xué)習(xí)到的數(shù)學(xué)文化知識(shí);教師也可以每周組織學(xué)生開(kāi)展一次數(shù)學(xué)文化探討活動(dòng),讓學(xué)生結(jié)合自己感興趣的數(shù)學(xué)實(shí)踐,進(jìn)行交流分享,通過(guò)這樣的方式拓寬學(xué)生的數(shù)學(xué)文化視野,也能豐富自己的數(shù)學(xué)文化知識(shí)。此外,教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)新意識(shí),主動(dòng)傳播數(shù)學(xué)文化,如制作數(shù)學(xué)手抄報(bào)等進(jìn)行數(shù)學(xué)文化的宣揚(yáng),促進(jìn)學(xué)生的文化輸出。

        例如:在學(xué)習(xí)完“概率”的內(nèi)容之后,教師可以組織一堂數(shù)學(xué)文化實(shí)踐課,教師可以將整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)分為幾個(gè)不同環(huán)節(jié),分別落實(shí)不同程度的教學(xué)目標(biāo)。首先,邀請(qǐng)事先報(bào)名參與演講的學(xué)生負(fù)責(zé)介紹“概率”的歷史文化和思想來(lái)源,“概率”早在古埃及、巴比倫、古希臘等初等數(shù)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn),數(shù)學(xué)家也取得了非常不錯(cuò)的成就……經(jīng)過(guò)演講介紹之后,學(xué)生都能夠?qū)Α案怕省逼鹪?、演變有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。其次,就可以進(jìn)行“概率”游戲活動(dòng)。教師可以將教材中的內(nèi)容和相關(guān)習(xí)題轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際游戲,讓學(xué)生能夠?qū)嶋H參與其中,如設(shè)置三個(gè)小游戲:抽簽游戲、摸球游戲、模擬彩票中獎(jiǎng)游戲。抽簽游戲具有深厚的歷史文化背景,更是古典概率中的常見(jiàn)題型之一。每個(gè)游戲都具有重要的作用,能夠讓學(xué)生更好地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題,還能夠回到數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)。最后,分享討論“概率”史實(shí)概況,也屬于數(shù)學(xué)知識(shí)的拓展學(xué)習(xí)。如,教師可以列舉分賭注問(wèn)題,先羅列具體的實(shí)際案例,然后分別為學(xué)生逐步介紹和分析帕斯卡、惠更斯、費(fèi)爾馬的解法,最后引入社會(huì)商業(yè)案例進(jìn)行分析,這部分內(nèi)容雖然程度較深,甚至超出了學(xué)生的理解范圍,但是對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)系統(tǒng)認(rèn)知形成具有極為重要的作用,對(duì)學(xué)生的今后人生也具有非常深刻的影響。

        (四)巧妙運(yùn)用數(shù)學(xué)文化,促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用能力

        高中學(xué)生的思維已經(jīng)偏向成熟,故更應(yīng)該堅(jiān)持以生為本的教學(xué)理念,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),讓學(xué)生能夠積極運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題[7]。此時(shí)數(shù)學(xué)文化就能夠起到非常好的引導(dǎo)作用,教師要能夠巧妙地分析運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),認(rèn)清數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用方面[8],讓學(xué)生能夠親自感悟數(shù)學(xué)知識(shí)的生成,還要能夠深入認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)技巧,讓學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),并且做到融會(huì)貫通。例如:在學(xué)習(xí)函數(shù)相關(guān)的知識(shí)時(shí),教師可以從函數(shù)的起源介紹,讓學(xué)生明確函數(shù)最早是在航海事業(yè)中起作用的,還需要重點(diǎn)敘述函數(shù)模型的運(yùn)用,教師可以充分借助信息技術(shù)演示股票的漲跌等,這些都是與實(shí)際生活聯(lián)系非常緊密的內(nèi)容。當(dāng)然還可以讓學(xué)生自己運(yùn)用函數(shù)知識(shí)進(jìn)行建模解決實(shí)際問(wèn)題,使數(shù)學(xué)知識(shí)能夠充分貼近生活,并能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)文化合理挖掘?qū)W生的智力,讓學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)思考,還能夠增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思維,引導(dǎo)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維形成,以生活化思維解讀數(shù)學(xué)現(xiàn)象,以數(shù)學(xué)思維解決生活問(wèn)題,有效促進(jìn)學(xué)生的社會(huì)能力發(fā)展和社會(huì)化認(rèn)知[9]。

        (五)注重?cái)?shù)學(xué)文化素養(yǎng)的評(píng)價(jià)

        教學(xué)評(píng)價(jià)作為數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)之一,旨在通過(guò)形成良好的數(shù)學(xué)反饋,讓學(xué)生接收到數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)的相應(yīng)評(píng)價(jià),從而考查學(xué)生數(shù)學(xué)文化學(xué)習(xí)態(tài)度、數(shù)學(xué)文化掌握情況等,也能夠起到指導(dǎo)教師教學(xué)工作開(kāi)展的作用。數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)的評(píng)價(jià)不僅是新課改政策下非常提倡的教學(xué)元素,也能夠讓學(xué)生們重視數(shù)學(xué)文化的學(xué)習(xí),還有助于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。在教學(xué)評(píng)價(jià)中也要對(duì)學(xué)生開(kāi)展多層次的評(píng)價(jià),促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。評(píng)價(jià)需要包括學(xué)生的考試成績(jī)、學(xué)習(xí)態(tài)度、思維能力的相關(guān)內(nèi)容,評(píng)價(jià)應(yīng)該通過(guò)情感評(píng)價(jià)、獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)價(jià)的方式踐行。如不能只注重考試成績(jī)單一的評(píng)價(jià)維度,還需要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)學(xué)與生活之間的聯(lián)系,關(guān)注學(xué)生平日是否主動(dòng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)文化,并用數(shù)學(xué)文化指導(dǎo)和引領(lǐng)他們的思想和行為,是否真正將數(shù)學(xué)文化思維滲透到自己的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中。

        結(jié)束語(yǔ)

        數(shù)學(xué)文化的滲透教學(xué)在高中的數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用。教師可以通過(guò)融入數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)人物故事等方式展開(kāi)滲透式教學(xué)。除了學(xué)生需要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)文化外,教師也要不斷提升自己的數(shù)學(xué)文化內(nèi)涵,在課堂教學(xué)過(guò)程中要能夠帶給學(xué)生充分的數(shù)學(xué)文化熏陶,緊密聯(lián)系教材內(nèi)容進(jìn)行數(shù)學(xué)文化解讀,還可以組織各類數(shù)學(xué)文化實(shí)踐活動(dòng)等,并通過(guò)建立相應(yīng)的教學(xué)評(píng)價(jià)制度,將數(shù)學(xué)文化滲透到課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中,強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)文化認(rèn)知,能夠以更加積極的狀態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)文化。

        參考文獻(xiàn)

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