張祖耀 王雨莎

摘要：利用現(xiàn)代科技探索陶瓷產(chǎn)品的設(shè)計(jì)維度，提升文化自信，更好地滿足學(xué)習(xí)需求及教學(xué)需求?；贠BE教育理念，從陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的教學(xué)需求及學(xué)生需求出發(fā)，利用KANO-QFD模型分析用戶的需求權(quán)重，進(jìn)而確定平臺(tái)設(shè)計(jì)要素的權(quán)重值。依據(jù)權(quán)重值大小搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信息架構(gòu)，產(chǎn)出陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括知識(shí)學(xué)習(xí)、仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三大模塊。平臺(tái)探討了以學(xué)生為中心的藝科融合創(chuàng)新教育平臺(tái)設(shè)計(jì)的方法，為其他虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教育平臺(tái)設(shè)計(jì)提供了新思路和新方法。滿足了老師及學(xué)生對(duì)陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的教學(xué)研究需求。

關(guān)鍵詞：BE理念；陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)；QFD模型；虛擬仿真平臺(tái)；KANO-QFD

中圖分類號(hào)：G434.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2023）23-0064-05

Abstract：Using modern science and technology to explore the design dimension of ceramic products，enhance cultural self-confidence，and better meet the needs of learning and teaching.Based on the concept of OBE education，starting from the teaching needs and students needs of ceramic product design，the KANOQFD model is used to analyze the weights of users needs，and then the weights of platform design elements are determined.According to the weight value，the information architecture of the experimental platform is built，and the virtual simulation experimental platform of ceramic product design is produced.The platform includes three modules：knowledge learning，simulation experiment and experimental report，which well meets the teaching and research needs of teachers and students for ceramic product design，and responds to the needs of cultural inheritance and transformation，digital intelligence trend and innovative personnel training. The platform design also discusses the design method of student-centered art and science integration innovation education platform，which provides new ideas and methods for other virtual simulation experiment education platform design.

Keywords：OBE concept；Ceramic product design；QFD Model；Virtual simulation platform；KANO-QFD

引言

近年來，隨著信息化和大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)文化與高新科技的融合傳承成為推進(jìn)文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和中國(guó)文化傳播的重要途徑。陶瓷作為一種古老的中華文化，不僅是工藝文明的燦爛瑰寶，也是民族文化的有形象征[1]。探索陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)與現(xiàn)代科技的融合，拓展陶瓷文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)維度，成為陶瓷文化傳承與產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展的最佳舉措。新的數(shù)字時(shí)代，虛擬仿真作為一種新的教育生產(chǎn)力，具有建設(shè)周期短、成本低、反饋及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。在藝科融合教育中，學(xué)生能利用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬模擬，極大地突破了學(xué)校教學(xué)環(huán)境條件的限制，能夠快速響應(yīng)學(xué)校實(shí)踐教學(xué)與學(xué)生產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐的需求[2]。

所以，在信息化時(shí)代，學(xué)生能利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)就顯得尤為重要。但是，目前關(guān)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)的開發(fā)，無法在教學(xué)需求與學(xué)生需求之間找到平衡點(diǎn)，部分平臺(tái)的教學(xué)模式偏重以教師為中心，重視教師教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生參與度不高、學(xué)習(xí)成果不理想；其他小類平臺(tái)則過于注重學(xué)生需求，偏離教育平臺(tái)教學(xué)的本質(zhì)，導(dǎo)致教學(xué)平臺(tái)逐漸發(fā)展成學(xué)生娛樂社交平臺(tái)。研究基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出理念（Outcome-based education，縮寫為OBE）及質(zhì)量功能展開（Quality Function Deployment，縮寫為QFD）模型，從學(xué)生的需求角度出發(fā)，利用虛擬仿真技術(shù)，創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)開發(fā)了面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的陶瓷虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提升了學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力及學(xué)習(xí)效率。

一、概念闡述

質(zhì)量功能展開（QFD）是由赤尾洋二定義的一種產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量保證的方法論，其利用矩陣框架的形式，將用戶需求轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，并確定設(shè)計(jì)要求的最終重要度權(quán)重，然后在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就把需求結(jié)合到最終的產(chǎn)品開發(fā)過程，從而使產(chǎn)品更加符合用戶需求[3]。KANO模型被廣泛用于分析用戶需求、識(shí)別用戶滿意度的有用工具，通過正交軸的方式對(duì)用戶的需求元素進(jìn)行分類與優(yōu)選級(jí)的排序[4]。通過卡諾模型與QFD模型結(jié)合的方式，能增強(qiáng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)用戶需求的理解，以便開發(fā)的產(chǎn)品在不忽略主要要求的情況下具有吸引人的特征，從而使產(chǎn)品或服務(wù)能夠更顯著地滿足客戶，并向市場(chǎng)提供合格的產(chǎn)品。

學(xué)習(xí)產(chǎn)出理念（Outcome-based education，縮寫為OBE）是國(guó)際工程教育界認(rèn)可的先進(jìn)教育理念，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式[5]。在OBE教育體系中，教育者需對(duì)學(xué)生畢業(yè)所達(dá)到的能力及水平有清楚的構(gòu)想，從宏觀上來說，OBE理念要求教育者從需求出發(fā)制定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)（教學(xué)成果），依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)來決定學(xué)生畢業(yè)應(yīng)達(dá)到的要求，從而構(gòu)建綜合的課程體系[6]。從微觀上來說，我國(guó)目前正在實(shí)行的“工程教育認(rèn)證”是OBE教育理念的具體實(shí)施，旨在培養(yǎng)學(xué)生的研究、分析、學(xué)習(xí)、實(shí)踐等能力，對(duì)于具體的課程內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)，可以將此認(rèn)證體系作為依據(jù)建立課程目標(biāo)，進(jìn)而設(shè)定課程內(nèi)容[7]。因此，OBE理念的提出為教育平臺(tái)設(shè)計(jì)提供了新的參照視角和借鑒路徑。陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將OBE理念作為指導(dǎo)方式，先行對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建，再進(jìn)行課程內(nèi)容需求的探索與實(shí)踐，最后，學(xué)生的成果反饋不斷地改進(jìn)驗(yàn)證課程目標(biāo)的設(shè)定及課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)。這樣的方式既能使課程設(shè)計(jì)在滿足教學(xué)需求的同時(shí)，又能更好地滿足大學(xué)生自身發(fā)展的內(nèi)在需求，而且也在QFD設(shè)計(jì)流程中對(duì)前期需求收集提供方向，做到高效準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)推進(jìn)。

二、陶瓷產(chǎn)品虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)方法與流程

（一）陶瓷產(chǎn)品虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的創(chuàng)新研究方法

陶瓷產(chǎn)品虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)依據(jù)OBE教育理念的指導(dǎo)，不斷地對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)。在需求收集階段以工程認(rèn)證體系為標(biāo)準(zhǔn)，首先，構(gòu)建陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)，即學(xué)生基礎(chǔ)能力需求目標(biāo)，并依據(jù)此課程目標(biāo)對(duì)具體的課程內(nèi)容需求進(jìn)行分類挖掘，隨后剔除需長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)或借助其他平臺(tái)才能滿足的需求。其次，為了讓網(wǎng)站設(shè)計(jì)更好地滿足學(xué)生需求，在QFD模型的指導(dǎo)下，我們采用KANO模型分析學(xué)生對(duì)課程需求的滿意度，并進(jìn)行需求要素權(quán)重的調(diào)整。再次，利用質(zhì)量屋矩陣框架將這些課程需求轉(zhuǎn)換為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)所需的設(shè)計(jì)要素，并確定網(wǎng)站的最終設(shè)計(jì)要素權(quán)重，進(jìn)行優(yōu)選級(jí)的排序。對(duì)于權(quán)重大的設(shè)計(jì)要素加大其在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的比例；對(duì)于權(quán)重小的設(shè)計(jì)要素，考慮到OBE理念的導(dǎo)向性也不應(yīng)舍棄，縮小其在平臺(tái)中的設(shè)計(jì)比例。最后，基于這種OBE-QFD集成方法，為陶瓷產(chǎn)品虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)，產(chǎn)出最終的設(shè)計(jì)方案。其具體設(shè)計(jì)流程如圖1。

（二）基于OBE理念的陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程目標(biāo)設(shè)定

基于OBE理念的教育平臺(tái)設(shè)計(jì)將以學(xué)生成果產(chǎn)出和持續(xù)改進(jìn)作為重點(diǎn)，對(duì)于陶瓷虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)，根據(jù)工程認(rèn)證體系下的畢業(yè)要求進(jìn)行該課程教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)的搭建，一個(gè)畢業(yè)要求可能有多個(gè)課程目標(biāo)支撐，學(xué)生的成果產(chǎn)出即完成此課程目標(biāo)學(xué)生應(yīng)具備的能力。

根據(jù)“工程認(rèn)證體系”的其中5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)解決方案、溝通、終身學(xué)習(xí)，分析陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程目標(biāo)。得到陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程目標(biāo)主要包括5部分：陶瓷知識(shí)應(yīng)用能力，即掌握陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)與方法；陶瓷生產(chǎn)制作能力，即能夠應(yīng)用陶瓷相關(guān)知識(shí)制作陶瓷；陶瓷產(chǎn)品創(chuàng)新能力，即能夠設(shè)計(jì)符合規(guī)范、滿足用戶日常需求的陶瓷產(chǎn)品；陶瓷文化傳播能力，即能夠就陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題與業(yè)界交流，撰寫設(shè)計(jì)文稿；陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助能力即能跟蹤技術(shù)前沿，思考利用計(jì)算機(jī)知識(shí)跟進(jìn)陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。

（三）基于OBE理念的陶瓷虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)容需求分析

基于OBE認(rèn)證體系得到了陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程目標(biāo)，對(duì)于課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，需要綜合協(xié)調(diào)學(xué)校、老師、學(xué)生、社會(huì)行業(yè)等多方利益相關(guān)者的意見，依據(jù)課程目標(biāo)進(jìn)行需求的調(diào)研，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為陶瓷虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)需求。本研究采用市場(chǎng)分析、文獻(xiàn)查閱、訪談等方法收集利益相關(guān)者關(guān)于陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)五個(gè)課程目標(biāo)下的具體需求，共計(jì)原始需求81條，利用親和圖法（KJ法）剔除相同需求進(jìn)行聚類分析，得到陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程需求共19項(xiàng)，如圖2。由于陶瓷虛擬仿真實(shí)驗(yàn)只是陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中的一部分，綜合考慮剔除需要學(xué)生長(zhǎng)期積累及借助其他軟件平臺(tái)的需求：能進(jìn)行陶瓷造型草圖繪制、能利用3D軟件設(shè)計(jì)陶瓷造型、能利用平面軟件繪制陶瓷裝飾紋樣、能繪制陶瓷設(shè)計(jì)構(gòu)造圖。

（四）基于KANO-QFD模型的需求權(quán)重確定

通過OBE理念指導(dǎo)下的課程需求帶有一定的主觀性，需要利用相關(guān)參數(shù)量化進(jìn)行需求要素權(quán)重的計(jì)算。在QFO的設(shè)計(jì)流程中，質(zhì)量屋通過直觀的矩陣框架表達(dá)需求轉(zhuǎn)換的過程。其中需求要素權(quán)重主要由需求初始重要度與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估決定，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估通常分兩個(gè)步驟，其一是調(diào)查用戶對(duì)目前產(chǎn)品的滿意度及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品滿意度，其二是設(shè)計(jì)者要根據(jù)第一個(gè)步驟獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行需求目標(biāo)滿意度的設(shè)定，即新產(chǎn)品開發(fā)后希望達(dá)到的用戶滿意度值，通過這兩個(gè)步驟可以計(jì)算需求的原始滿意度改進(jìn)率[8]。KANO模型的滿意度系數(shù)特性能讓設(shè)計(jì)者判斷哪些用戶需求需要優(yōu)先考慮，所以根據(jù)Tan和Tontini的研究，可在需求滿意度改進(jìn)率的計(jì)算中加入滿意度系數(shù)，結(jié)合KANO分類屬性K值（對(duì)于魅力型需求、期望需求、基本型需求、無關(guān)需求，K對(duì)應(yīng)的取值分別為1.5、1、0.5、0）計(jì)算滿意度改進(jìn)率[9]。最后，需求要素權(quán)重（Wi）的具體值是由用戶需求初始重要度（Ki）、滿意度系數(shù)（Fi）、KANO需求分類參數(shù)（k）、需求原始滿意度改進(jìn)率（IRo）的綜合計(jì)算所得，具體計(jì)算見公式1。

陶瓷虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由于各設(shè)計(jì)要素權(quán)重值不同，各功能模塊中信息層級(jí)的劃分與界面展現(xiàn)也不同。對(duì)于權(quán)重值較高的部分，應(yīng)將其作為重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，著重考慮且放在界面顯眼的地方，降低用戶的界面操作復(fù)雜度；對(duì)于權(quán)重值相對(duì)較低的部分可以減少其在平臺(tái)中的比例，依據(jù)實(shí)際情況精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)。得到的平臺(tái)架構(gòu)圖，如圖5所示。

（二）平臺(tái)界面設(shè)計(jì)

平臺(tái)界面設(shè)計(jì)是信息架構(gòu)的具體化產(chǎn)出，合理規(guī)劃排布各設(shè)計(jì)元素的位置關(guān)系，思考設(shè)計(jì)元素的具體展現(xiàn)方式，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的視覺設(shè)計(jì)，其部分界面設(shè)計(jì)圖如圖6所示。

在陶瓷實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的知識(shí)學(xué)習(xí)模塊設(shè)計(jì)中，思考了各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的連貫性，平臺(tái)以知識(shí)鏈為主線按層次遞進(jìn)構(gòu)建陶瓷產(chǎn)品的相關(guān)理論知識(shí)體系，搭建了相應(yīng)的知識(shí)架構(gòu)[17]。對(duì)權(quán)重值最高的經(jīng)典陶瓷的造型及美感解析、風(fēng)格解析部分設(shè)置了視頻及鼠標(biāo)觸摸互動(dòng)顯示解析文字，同時(shí)加入在線互動(dòng)專欄區(qū)，學(xué)生可自由發(fā)表自己的想法，增加了平臺(tái)的趣味性。

在3D仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K的設(shè)計(jì)中，根據(jù)陶瓷生產(chǎn)流程進(jìn)行了界面功能的規(guī)劃，從陶瓷的成型到裝飾，再到燒制，最后到陳列，這是一條完整的信息流。依據(jù)各個(gè)設(shè)計(jì)要素權(quán)重值的大小，著重對(duì)陶瓷的裝飾流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)，陶瓷的陳列流程則僅設(shè)計(jì)了單個(gè)上傳按鈕，學(xué)生自由上傳陳列方案。裝飾流程中，學(xué)生能自由選擇釉上彩及釉下彩的體驗(yàn)過程，包含肌理、紋樣、施釉三部分。肌理部分可拖動(dòng)不同的肌理樣式，并調(diào)整其大小、密度、深度，對(duì)前期用戶做好的陶瓷坯體進(jìn)行參數(shù)化雕刻設(shè)計(jì)；紋樣部分可選用紋樣庫(kù)中的裝飾紋樣，也可上傳自己繪制的紋樣圖案，并調(diào)整圖案的大小及附著角度；施釉部分根據(jù)市面上的釉色提供不同色系的釉色球，設(shè)置噴釉、淋釉、刷釉、浸釉4種施釉工具，學(xué)生可體驗(yàn)不同的施釉方式。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是其最后環(huán)節(jié)，根據(jù)每個(gè)知識(shí)模塊所占權(quán)重，設(shè)置不同個(gè)數(shù)題目及分值進(jìn)行考核，實(shí)驗(yàn)后能查看并導(dǎo)出學(xué)生各模塊分值及最終陶瓷作品報(bào)告，作品同時(shí)會(huì)分享到平臺(tái)首頁(yè)供大家交流欣賞，讓學(xué)生深入體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的成果魅力。

四、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)后，對(duì)參與課程學(xué)習(xí)的68名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行滿意度問卷調(diào)查，從學(xué)習(xí)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)性能兩方面出發(fā)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)內(nèi)容包括對(duì)陶瓷歷史文化知識(shí)、陶瓷的生產(chǎn)制作、陶瓷產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新、陶瓷文化的傳播能力的掌握情況；實(shí)驗(yàn)性能包括實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)界面友好性、實(shí)驗(yàn)操作便捷性、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行穩(wěn)定性、實(shí)驗(yàn)過程沉浸性。實(shí)驗(yàn)共收到68份有效問卷，其結(jié)果如圖7所示。

由問卷結(jié)果可知，學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)的綜合滿意度相對(duì)較高。其中，陶瓷的生產(chǎn)制作部分學(xué)生滿意度最高，陶瓷產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新次之，說明OBE理念及QFD理論的結(jié)合教學(xué)應(yīng)用得到了學(xué)生的認(rèn)可。而文化傳播能力的培養(yǎng)滿意度較低，這與前期設(shè)計(jì)分析中此部分需求權(quán)重較小，實(shí)驗(yàn)中相應(yīng)減弱了此部分的設(shè)置相關(guān)，教師應(yīng)在日常教學(xué)中配合其他教學(xué)工具進(jìn)行此部分知識(shí)的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)過程的沉浸性滿意度也相對(duì)較低，詢問部分學(xué)生得知由于實(shí)驗(yàn)不能真正觸摸陶瓷，且操作環(huán)境相對(duì)比較嚴(yán)肅，實(shí)驗(yàn)過程缺乏聲音的配合與指導(dǎo)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)感不佳。

結(jié)論

本研究首先基于OBE理念明確了陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程的教學(xué)流程，并構(gòu)建了陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而通過調(diào)研的方式得到課程教學(xué)的需求。在此基礎(chǔ)上采用KANO-QFD集成模型對(duì)教學(xué)需求進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要素，利用QFD理論的質(zhì)量屋計(jì)算設(shè)計(jì)要素的權(quán)重值并排序，為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式及界面設(shè)計(jì)提供了方向與依據(jù)，從而構(gòu)建了新時(shí)代下的陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)語言與文化體系。整個(gè)設(shè)計(jì)流程都以學(xué)生為中心，解決了傳統(tǒng)教育平臺(tái)開發(fā)無法很好地平衡教學(xué)需求及學(xué)生需求的問題，使課程設(shè)計(jì)更好地滿足大學(xué)生自身發(fā)展的需求。通過建設(shè)此虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，能夠?yàn)樘沾僧a(chǎn)品的創(chuàng)造創(chuàng)作條件，推進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生能通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新，提升其創(chuàng)作能力，并通過不斷的文化熏陶，培養(yǎng)創(chuàng)新與人文素養(yǎng)，提升社會(huì)責(zé)任感。

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