喻麗華 張富貴 張龍 鄭樂 吳雪梅 閆建偉
摘? 要:針對當(dāng)前農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)理念落后、內(nèi)容條塊分割、形式單一、時(shí)空受限、理論及方法研究不足等問題,基于新農(nóng)科背景下農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求,從農(nóng)機(jī)學(xué)科及工程實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)出發(fā),探索新農(nóng)科背景下農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的新思路、新模式。構(gòu)建新農(nóng)科背景下多視角融合實(shí)踐教學(xué)模式的基本框架,闡述多課程融合、虛實(shí)融合與線上線下融合、課內(nèi)課外融合的實(shí)踐教學(xué)實(shí)施方法。并將這種多視角融合式實(shí)踐教學(xué)方法應(yīng)用于拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)、農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)中取得良好的教學(xué)效果,拓寬人才培養(yǎng)的渠道,提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化;新農(nóng)科;融合式實(shí)踐教學(xué);人才培養(yǎng);教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? 文章編號(hào):2096-000X(2024)09-0131-04
Abstract: In view of the current problems of backward concept, segmented content, single form, limited time and space, and insufficient research on theory and methods of agricultural machinery practical teaching, based on the objectives and requirements of agricultural machinery talent training under the background of new agricultural science, this paper explores new ideas and modes of practical teaching reform of agricultural machinery from the characteristics of agricultural machinery discipline and engineering practice teaching. The basic framework of the multi perspective integration practical teaching mode under the background is constructed, and the implementation methods of multi curriculum integration, virtual reality integration, online and offline integration, in class and extracurricular integration are elaborated. This multi perspective integrated practical teaching method has been applied to Tractor Structure Practice and Comprehensive Innovative Design of Agricultural Machinery, which have achieved good teaching results, widened the channels of talent training, and improved the quality of talent training.
Keywords: agricultural mechanization and automation; new agricultural science; integrated practical teaching; talent training; teaching reform
貴州大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)(以下簡稱“農(nóng)機(jī)專業(yè)”)是貴州省唯一一個(gè)農(nóng)業(yè)工程類本科專業(yè),也是貴州大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)的特色專業(yè),擔(dān)負(fù)著為地方培養(yǎng)從事農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)、服務(wù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及農(nóng)村建設(shè)的高級工程技術(shù)人才的艱巨任務(wù)。貴州大學(xué)農(nóng)機(jī)專業(yè)依托機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)科強(qiáng)大的工科辦學(xué)基礎(chǔ),經(jīng)過長期的教學(xué)改革探索與發(fā)展,形成了具有自身特點(diǎn)的人才培養(yǎng)模式和辦學(xué)特色。然而,隨著專業(yè)建設(shè)與改革的縱向推進(jìn),農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)理念、內(nèi)容及方法等方面的問題愈發(fā)凸顯,使得我們培養(yǎng)的人才難以滿足當(dāng)前新經(jīng)濟(jì)、新興產(chǎn)業(yè)、新職業(yè)發(fā)展對人才的需求。在新農(nóng)科建設(shè)背景下,以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造提升農(nóng)機(jī)專業(yè)培養(yǎng)的深度與廣度,推進(jìn)課程體系、實(shí)踐教學(xué)、協(xié)同育人等方面的改革,為鄉(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設(shè)提供更強(qiáng)有力的人才支撐,已經(jīng)成為新時(shí)期農(nóng)機(jī)專業(yè)改革與發(fā)展急需突破的關(guān)鍵問題[1-3]。在實(shí)踐教學(xué)方面,如何充分利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)、農(nóng)機(jī)信息平臺(tái)、教師科研、科研示范基地及農(nóng)業(yè)工程相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議促進(jìn)豐富教學(xué)資源、優(yōu)化教學(xué)過程、創(chuàng)新教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)、工程能力培養(yǎng)及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的良性互動(dòng),已經(jīng)成為當(dāng)前深化農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向和突破口[4-7]。
本文立足貴州大學(xué)農(nóng)業(yè)專業(yè)為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才的目標(biāo),結(jié)合涉農(nóng)科專業(yè)發(fā)展的新形勢、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展及鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略需求,通過優(yōu)化整合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式、豐富農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)內(nèi)涵,探索新農(nóng)科背景下農(nóng)機(jī)專業(yè)融合式實(shí)踐教學(xué)改革的新思路、新模式。
一? 農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題
(一)? 教育理念落后,教學(xué)形式單一
長期以來,實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)過分依賴教材、實(shí)踐設(shè)備、指導(dǎo)教師等這些既定的物理?xiàng)l件;在教學(xué)主體上,奉行“以教師為中心,指導(dǎo)書為中心”的教學(xué)文化,實(shí)踐中,學(xué)生按照指導(dǎo)書的要求完成既定內(nèi)容即可,這種單一的、被動(dòng)接受式的教學(xué)模式忽略了學(xué)生的教學(xué)主體地位、忽視了學(xué)生的個(gè)性需求,禁錮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性、探索性及創(chuàng)造性思維,不利于學(xué)生拓展獲取知識(shí)的渠道,拓寬大農(nóng)業(yè)知識(shí)面;其結(jié)果是培養(yǎng)的學(xué)生缺乏新農(nóng)科背景下的多學(xué)科交叉知識(shí),難以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)及鄉(xiāng)村振興的新要求。
(二)? 教學(xué)內(nèi)容條塊分割,課程間缺乏必要的融合
在教學(xué)內(nèi)容上,農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)一般根據(jù)各門課程教學(xué)需要進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置,各課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容間幾乎不存在交叉、滲透、融合及協(xié)同,這種條塊分割的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置,使得原本相互聯(lián)系的有機(jī)課程體系被人為割裂,當(dāng)學(xué)生面對畢業(yè)設(shè)計(jì)及實(shí)際工程問題時(shí),往往感到束手無策[8]。
(三)? 實(shí)踐教學(xué)時(shí)間與空間有限,機(jī)具感性認(rèn)識(shí)不足
農(nóng)業(yè)機(jī)械具有農(nóng)業(yè)和工程的雙重特性,加之農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)多,使得所涉及的農(nóng)機(jī)裝備具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、品種多樣性、使用工況多變性,然而受實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地和實(shí)驗(yàn)師資等軟硬件條件的限制,許多機(jī)具的實(shí)踐環(huán)節(jié)只能在實(shí)驗(yàn)室演示甚至是靜態(tài)實(shí)驗(yàn),使得學(xué)生在完成實(shí)踐教學(xué)后,普遍存在機(jī)具工作原理認(rèn)識(shí)不清、結(jié)構(gòu)分析不夠深入、設(shè)計(jì)方法掌握不牢和感性認(rèn)識(shí)不足等問題[9-10]。
(四)? 過程管理不足,成果展現(xiàn)與成績評定形式單一
當(dāng)前,農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)一般是重任務(wù)布置和成績評定,輕過程指導(dǎo)和管理,成果形式僅限于實(shí)驗(yàn)報(bào)告、設(shè)計(jì)說明書與圖紙,很少有機(jī)會(huì)讓學(xué)生多角度展現(xiàn)實(shí)踐過程和成果,成績評定幾乎是由老師根據(jù)學(xué)生提交的材料獨(dú)立完成。這種粗放的過程管理,單一的成果展現(xiàn)和成績評定形式,難以滿足學(xué)生對個(gè)性發(fā)展、自我展現(xiàn)、相互溝通與協(xié)作的需求。
(五)? 實(shí)踐教學(xué)的理論與方法研究不足
長期以來,農(nóng)機(jī)專業(yè)教育工作者重理論教學(xué)、輕實(shí)踐教學(xué)的思想普遍存在,對實(shí)踐教學(xué)理論與方法研究也缺乏統(tǒng)一性、系統(tǒng)性和有效性,這種對實(shí)踐教學(xué)的作用和地位認(rèn)識(shí)不清、理論與方法研究深度不夠的問題已嚴(yán)重影響實(shí)踐教學(xué)的過程管理和教學(xué)效果。
二? 新農(nóng)科背景下融合實(shí)踐教學(xué)模式
針對當(dāng)前農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)理念落后、內(nèi)容條塊分割、形式單一、時(shí)間與空間有限、理論及方法研究不足等問題,基于新農(nóng)科背景下農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求,從農(nóng)機(jī)學(xué)科及工程實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)出發(fā),堅(jiān)持以實(shí)踐教學(xué)為基礎(chǔ)、以提高農(nóng)業(yè)工程綜合能力為導(dǎo)向,提出一種多視角融合實(shí)踐教學(xué)模式,其基本框架如圖1所示。
多視角融合式實(shí)踐教學(xué)是以學(xué)生為主體,充分利用專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)、教師科研及開發(fā)的機(jī)具、教師科研推廣示范基地、貴州省農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)舉辦的會(huì)議與機(jī)具演示活動(dòng)、貴州12大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)農(nóng)機(jī)信息平臺(tái)等實(shí)現(xiàn)多課程融合、虛實(shí)融合、線上線下融合、課內(nèi)課外融合的一種新的教學(xué)模式,創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)機(jī)制、豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、拓展實(shí)踐教學(xué)的廣度[11],并達(dá)到切實(shí)提高工程設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力及農(nóng)業(yè)工程素養(yǎng),最終達(dá)成新農(nóng)科背景下農(nóng)機(jī)復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
(一)? 多課程融合式實(shí)踐教學(xué)
多課程融合的實(shí)踐教學(xué)是在專業(yè)綜合訓(xùn)練層,將專業(yè)綜合實(shí)踐課與其聯(lián)系最緊密的1~3門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課進(jìn)行融合式教學(xué),即以各種工程“技術(shù)”為基礎(chǔ),以各種專業(yè)“應(yīng)用”為對象,將“應(yīng)用”對象利用“技術(shù)”手段予以分解、重構(gòu),通過這種融合實(shí)踐,既掌握了專業(yè)知識(shí),又學(xué)會(huì)了技術(shù)實(shí)踐。如將“汽車拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)”綜合實(shí)踐與機(jī)械基礎(chǔ)、測試技術(shù)、液氣壓傳動(dòng)3門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐進(jìn)行融合式教學(xué)。
(二)? 虛實(shí)融合式實(shí)踐教學(xué)
虛實(shí)融合實(shí)踐教學(xué)主要是借助國家虛擬仿真平臺(tái)、各兄弟院校已有的虛擬仿真平臺(tái),通過仿真模擬實(shí)驗(yàn)解決解決復(fù)雜實(shí)驗(yàn)做不好、危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)做不了及部分地域性強(qiáng)、季節(jié)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)空受限的弱項(xiàng),探索傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)融合創(chuàng)新的教學(xué)新模式。
(三)? 線上線下融合式實(shí)踐教學(xué)
線上線下融合實(shí)踐教學(xué)主要通過雨課堂、慕課網(wǎng)、釘釘、超星和QQ等信息化線上平臺(tái),結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+教育”教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)改革與探索。具體實(shí)施方法通過教師課前線上發(fā)布各種教學(xué)資源,學(xué)生利用課余時(shí)間自主學(xué)習(xí)并正確回答相應(yīng)思考題后,課上指導(dǎo)教師現(xiàn)場實(shí)操指導(dǎo),課后教師點(diǎn)評總結(jié)的方法來實(shí)現(xiàn)。
(四)? 課內(nèi)課外融合式實(shí)踐教學(xué)
基于新農(nóng)科背景的農(nóng)機(jī)專業(yè),從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合向工農(nóng)融合轉(zhuǎn)變,需要拓展種植業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)、林業(yè)和水產(chǎn)業(yè)等大農(nóng)業(yè)方面的基礎(chǔ)知識(shí)?;诖?,課內(nèi)課外融合實(shí)踐教學(xué)主要是借助于教師科研推廣示范基地、貴州12大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)(茶葉、食用菌、蔬菜、牛羊、特色林業(yè)、水果、生豬、中藥材(石斛)、刺梨、生態(tài)漁業(yè)、辣椒和生態(tài)家禽)農(nóng)機(jī)信息平臺(tái)、貴州省農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)舉辦的會(huì)議及機(jī)具演示活動(dòng),開展課內(nèi)既定有限的教學(xué)與課外拓展式教學(xué)相互融合的一種教學(xué)改革嘗試。這種課內(nèi)課外融合式實(shí)踐教學(xué)拓寬學(xué)生全方位學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)工程的渠道,較好地彌補(bǔ)“人、機(jī)、物、藝”融合感官認(rèn)識(shí)的不足。
三? 多視角融合式實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用
(一)? 拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)多視角融合式教學(xué)
1? 多視角融合式教學(xué)的設(shè)計(jì)思路
拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)是一門綜合性很強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)課,具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)性強(qiáng)、綜合實(shí)踐能力要求高的特點(diǎn),其主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生在理解與掌握拖拉機(jī)各部分工作原理的基礎(chǔ)上,完成發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、電氣設(shè)備、車身及其附件等部分的拆卸與裝配工作,并初步掌握相關(guān)的調(diào)整方法、修理工藝、裝配工藝、故障原因分析及解決辦法等發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)理論知識(shí)和方法。結(jié)合拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)的課程特點(diǎn)及目標(biāo),以拖拉機(jī)各組成系統(tǒng)為研究對象,將實(shí)踐課設(shè)計(jì)成拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)與原理分析,整機(jī)拆裝與裝配,調(diào)整、修理及裝配工藝學(xué)習(xí)、PPT匯報(bào)、自評與互評等綜合實(shí)踐訓(xùn)練,從而實(shí)現(xiàn)以工程問題為主線,以“拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)分析與拆裝”為引領(lǐng),融合“互換性與測量技術(shù)”“液氣壓傳動(dòng)與控制”的多課程融合式教學(xué)。在實(shí)踐中激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在潛力及動(dòng)手能力,提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和工程素養(yǎng),培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作作風(fēng)。
2? 多視角融合式教學(xué)的組織方法
拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)綜合實(shí)踐采用集中、分組、分機(jī)的方式,1個(gè)自然班分為2個(gè)大組,1個(gè)大組1臺(tái)設(shè)備。每一個(gè)大組又分為發(fā)動(dòng)機(jī)研究組、底盤研究組、電器研究組3個(gè)研究小組。通過QQ平臺(tái)課前導(dǎo)入拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)、拆裝視頻資料、虛擬裝配資料,課上同學(xué)們在老師的現(xiàn)場指導(dǎo)下,完成拖拉機(jī)各部分的拆卸與裝配工作,課后教師對實(shí)踐過程中遇到的各種問題進(jìn)行點(diǎn)評總結(jié)。拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)通過課前導(dǎo)理論,課中練實(shí)操,課后總結(jié)鞏固提升最終實(shí)現(xiàn)多課程融合、虛實(shí)融合、線上線下融合和課內(nèi)課外融合的多視角融合教學(xué)模式。拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)融合式實(shí)踐活動(dòng)現(xiàn)場如圖2所示。
(二)? 農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)多視角融合式教學(xué)
1? 多視角融合式教學(xué)的設(shè)計(jì)思路
農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一門集中實(shí)踐課程,具有創(chuàng)新性強(qiáng)、綜合性大、實(shí)踐能力要求高的特點(diǎn),其主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與農(nóng)業(yè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力。結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)及目標(biāo),以社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展所需的農(nóng)業(yè)機(jī)械為設(shè)計(jì)對象,將實(shí)踐課設(shè)計(jì)成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析、三維數(shù)字模型建立、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、PPT匯報(bào),以及自評與互評等綜合實(shí)踐訓(xùn)練,從而實(shí)現(xiàn)以工程問題為主線,以“農(nóng)業(yè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法”為引領(lǐng),融合機(jī)械設(shè)計(jì)CAD/CAM技術(shù)及應(yīng)用的多課程融合式實(shí)踐教學(xué)。在實(shí)踐中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力,提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)部分題目見表1。
2? 多視角融合式教學(xué)的組織方法
農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐采取團(tuán)隊(duì)合作方式進(jìn)行,每5人組成一個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),根據(jù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法與理論,分工完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)。團(tuán)隊(duì)成員之間既有合作,也有具體分工。分工方式:1人完成全部方案設(shè)計(jì),2人負(fù)責(zé)完成三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真,2人完成詳細(xì)設(shè)計(jì)說明與計(jì)算。設(shè)計(jì)前,學(xué)生基于貴州12大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)農(nóng)機(jī)信息平臺(tái)、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)術(shù)交流會(huì)、教師科研等渠道了解的農(nóng)機(jī)現(xiàn)狀及需求信息,結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)及目標(biāo),擬定創(chuàng)新設(shè)計(jì)的題目,明確設(shè)計(jì)內(nèi)容與技術(shù)路線;設(shè)計(jì)中,通過課堂指導(dǎo)、QQ平臺(tái)答疑;設(shè)計(jì)完成后,通過PPT成果匯報(bào)、學(xué)生自評與互評、教師點(diǎn)評總結(jié),最終實(shí)現(xiàn)多課程融合、虛實(shí)融合、線上線下融合和課內(nèi)課外融合的的多視角融合教學(xué)模式。
四? 結(jié)束語
終上,貴州大學(xué)農(nóng)機(jī)專業(yè)在新農(nóng)科背景下融合式實(shí)踐教學(xué)改革方面取得了一些經(jīng)驗(yàn)和成果,可歸結(jié)為:構(gòu)建了新農(nóng)科背景下多視角融合實(shí)踐教學(xué)模式的基本框架,闡述了多課程融合、虛實(shí)融合與線上線下融合、課內(nèi)課外融合的實(shí)踐教學(xué)實(shí)施方法。并將這種多視角融合式實(shí)踐教學(xué)方法應(yīng)用于拖拉機(jī)拆裝實(shí)習(xí)、農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果,彌補(bǔ)了當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)理念落后、形式單一、內(nèi)容分割、時(shí)空受限、理論及方法研究不足等問題,拓寬了人才培養(yǎng)的渠道,提升了人才培養(yǎng)的質(zhì)量,使得新農(nóng)科背景下農(nóng)機(jī)復(fù)合型人才培養(yǎng)在辦學(xué)的內(nèi)涵建設(shè)中得到全面落實(shí)并取得實(shí)效。
參考文獻(xiàn):
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