雷倩倩
摘 要:本文首先分析了探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn),著重探討了其對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提升、學(xué)生在課堂中的主體地位、思維能力和物理知識(shí)理解的促進(jìn)作用。接著,文章指出了當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足之處,包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不足、操作能力不足、理論與實(shí)踐脫節(jié)、資源設(shè)備不足等問(wèn)題。最后,提出了解決不足之處的建議,例如科學(xué)運(yùn)用信息技術(shù)、開(kāi)展小組合作實(shí)驗(yàn)、鼓勵(lì)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新、融入現(xiàn)實(shí)生活以及利用生活實(shí)物豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源等。這些舉措將有助于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。
關(guān)鍵詞:新課標(biāo);高中物理;探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué);學(xué)習(xí)興趣;思維能力
新課標(biāo)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更加全面和深入的要求。其強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,要求教學(xué)內(nèi)容更貼近生活、更具實(shí)踐性,注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)探究精神。此外,新課標(biāo)提倡以探究為核心,鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題、提出假設(shè),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行驗(yàn)證,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和解決問(wèn)題的能力。
一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化創(chuàng)新的價(jià)值分析
(一)提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣
通過(guò)實(shí)踐操作和自主探究,學(xué)生能親身體驗(yàn)物理原理,使抽象的知識(shí)更加生動(dòng)具體。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生能積極參與,培養(yǎng)了對(duì)知識(shí)的好奇心和探究欲望,從而提高了他們學(xué)習(xí)物理的主動(dòng)性和積極性[1]。這種積極性有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)科掌握度,使物理知識(shí)更深入人心,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。
(二)凸顯學(xué)生在課堂的主體地位
探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課堂中的主體地位。在傳統(tǒng)教學(xué)中,學(xué)生往往是被動(dòng)接受知識(shí)的對(duì)象,而在探究式實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生更像是知識(shí)的創(chuàng)造者和實(shí)踐者。他們通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)際操作和數(shù)據(jù)分析,主動(dòng)獲取知識(shí),增強(qiáng)了對(duì)知識(shí)的理解和記憶。
(三)促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升發(fā)展
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要獨(dú)立思考、解決問(wèn)題和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),這樣的過(guò)程需要綜合運(yùn)用邏輯思維、推理能力和創(chuàng)造性思維。通過(guò)這些思維訓(xùn)練,學(xué)生能夠更好地理解和掌握物理概念,培養(yǎng)了他們的科學(xué)探究精神和解決問(wèn)題的能力。這種思維方式的培養(yǎng),不僅有助于學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí),還對(duì)其終身學(xué)習(xí)和發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
二、高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足
(一)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不充分
在高中物理的探究式實(shí)驗(yàn)中,部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在過(guò)于簡(jiǎn)單化的問(wèn)題。這種簡(jiǎn)單化使得實(shí)驗(yàn)缺乏足夠的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性,導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的參與度不高[2]。缺乏挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)限制了學(xué)生的思維深度和創(chuàng)新性,使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果過(guò)于顯而易見(jiàn),從而無(wú)法有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。因此,學(xué)生在探究物理原理和現(xiàn)象時(shí)缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的充分探究,影響其對(duì)物理概念的全面理解和應(yīng)用。
(二)實(shí)驗(yàn)操作能力不足
在進(jìn)行探究式實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生面臨實(shí)驗(yàn)操作能力不足的挑戰(zhàn)。他們?nèi)狈Ρ匾膶?shí)驗(yàn)技能或經(jīng)驗(yàn),因而在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)困難或錯(cuò)誤。這種情況阻礙了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,影響了他們對(duì)物理概念的掌握和應(yīng)用。缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)操作能力限制了學(xué)生的實(shí)踐能力,使得他們難以深入理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的物理原理,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果不盡如人意。
(三)理論與實(shí)踐脫節(jié)
在物理探究式實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中理論知識(shí)與實(shí)際操作之間存在明顯的脫節(jié)。學(xué)生在理論課堂上掌握了相關(guān)知識(shí),但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,卻難以準(zhǔn)確應(yīng)用這些知識(shí)。這種脫節(jié)導(dǎo)致學(xué)生難以理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的科學(xué)原理,進(jìn)而影響他們將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作有機(jī)結(jié)合的能力。
(四)資源和設(shè)備不足
部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室條件有限,無(wú)法提供多樣性的實(shí)驗(yàn)器材或支持學(xué)生進(jìn)行更多類型的實(shí)驗(yàn)。這種資源不足限制學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的體驗(yàn)和探究范圍,影響他們對(duì)物理學(xué)科的全面理解和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。這也影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和深度。
三、新課標(biāo)下的高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)途徑
(一)科學(xué)運(yùn)用信息技術(shù),提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率
以《練習(xí)使用多用電表》這節(jié)課為例,可以探討如何運(yùn)用信息技術(shù)來(lái)豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)。一方面,利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件和模擬仿真實(shí)驗(yàn),可以為學(xué)生提供更豐富、直觀的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行多次操作,觀察不同參數(shù)下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而更全面地理解電路中電表的使用方法和測(cè)量原理[3]。這種模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪鉀Q實(shí)際實(shí)驗(yàn)受限的問(wèn)題,讓學(xué)生在沒(méi)有實(shí)際儀器的情況下也能夠進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)探究,提高實(shí)踐操作能力。另一方面,信息技術(shù)還能為學(xué)生提供更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果,促進(jìn)數(shù)據(jù)分析和推理能力的培養(yǎng)。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)軟件,學(xué)生可以獲得更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律和現(xiàn)象之間的關(guān)系。例如:通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)可以讓學(xué)生探討電流、電壓、電阻之間的關(guān)系,并通過(guò)推理理解歐姆定律等重要物理概念。除此之外,科學(xué)運(yùn)用信息技術(shù)還可以提供更多展示和交流的平臺(tái)。學(xué)生可以借助虛擬實(shí)驗(yàn)軟件中的數(shù)據(jù)展示功能或者模擬實(shí)驗(yàn)的記錄與分享功能,將自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果呈現(xiàn)給全班同學(xué),促進(jìn)思想交流和經(jīng)驗(yàn)分享,進(jìn)一步加深對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。
值得注意的是,盡管信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有諸多優(yōu)勢(shì),但也需注意其局限性。虛擬實(shí)驗(yàn)雖然能提供直觀的視覺(jué)體驗(yàn),但仍難以完全替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的手動(dòng)操作和感官體驗(yàn)。因此,在運(yùn)用信息技術(shù)的同時(shí),還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生親身參與實(shí)際實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)他們的實(shí)踐操作能力和觀察力。
(二) 開(kāi)展小組合作實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生思維能力
在新課標(biāo)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,開(kāi)展小組合作實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑。通過(guò)組織學(xué)生小組進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn),可以促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作,激發(fā)學(xué)生思維的活躍性。然而,要注意在實(shí)施小組合作實(shí)驗(yàn)時(shí)需要關(guān)注一些問(wèn)題。例如:要確保小組內(nèi)成員間的平等性和合作性,避免出現(xiàn)個(gè)別學(xué)生主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)或者出現(xiàn)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部不和諧的情況。以《用單擺測(cè)量重力加速度》這節(jié)課為例,探討如何通過(guò)小組合作實(shí)驗(yàn)來(lái)促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展和團(tuán)隊(duì)合作。在這樣的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生能夠分組合作,共同討論和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,商量如何正確搭建單擺、測(cè)量擺長(zhǎng)和擺動(dòng)周期等步驟。這種合作過(guò)程不僅鼓勵(lì)了學(xué)生之間的交流,還激發(fā)了他們積極思考和解決問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生需要共同思考并解決出現(xiàn)的問(wèn)題,比如如何減小誤差、選擇合適的測(cè)量工具等。通過(guò)合作探討,學(xué)生能夠從不同角度思考和理解實(shí)驗(yàn)原理,培養(yǎng)了獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力[4]。此外,小組合作實(shí)驗(yàn)也能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的深入理解和應(yīng)用。例如:在單擺實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要理解重力對(duì)擺的影響,掌握擺長(zhǎng)與擺動(dòng)周期之間的關(guān)系,并運(yùn)用公式計(jì)算重力加速度。通過(guò)小組合作,學(xué)生可以相互討論、協(xié)作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析,加深對(duì)重力加速度概念的理解,并將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合,提高了對(duì)物理知識(shí)的應(yīng)用能力。
(三)鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
新課標(biāo)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),這有助于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。鼓?lì)學(xué)生在一定的指導(dǎo)下自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,可以讓他們更深入地理解物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理和方法。教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也要給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和引導(dǎo),確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。以《串聯(lián)電路和并聯(lián)電路》為例,在學(xué)習(xí)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的課程中,教師可以向?qū)W生介紹電路的基本原理,并提供一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),如測(cè)量電流、電壓等。隨后,鼓勵(lì)學(xué)生圍繞這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),自行構(gòu)思和設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案,如改變電路中的元件、調(diào)整電流或電壓的測(cè)量方式等。學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中,能夠根據(jù)自己的興趣和探究方向進(jìn)行創(chuàng)新性的思考,選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法,激發(fā)了他們對(duì)物理學(xué)的濃厚興趣[5]。比如:學(xué)生可以自主決定探究不同電阻在電路中的影響,或者設(shè)計(jì)并聯(lián)電路與串聯(lián)電路的比較實(shí)驗(yàn)。通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),學(xué)生需要思考實(shí)驗(yàn)的目的、方法和預(yù)期結(jié)果,并進(jìn)行合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方案調(diào)整。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,會(huì)面臨各種問(wèn)題和挑戰(zhàn),需要學(xué)生獨(dú)立思考并尋找解決方案。
(四)融入現(xiàn)實(shí)生活,增強(qiáng)物理探究趣味
在新課標(biāo)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,融入現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理探究的趣味性。將物理原理與日常生活相結(jié)合,設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)案例,可以激發(fā)學(xué)生的興趣,增強(qiáng)他們對(duì)物理學(xué)的探究欲望。這種貼近生活的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠使學(xué)生更直觀地理解物理知識(shí),并激發(fā)他們主動(dòng)探索和解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)力。以《共點(diǎn)力平衡》這節(jié)課為例,探討如何設(shè)計(jì)貼近生活的實(shí)驗(yàn)案例,從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理探究的興趣。在學(xué)習(xí)共點(diǎn)力平衡的課程中,教師可以以生活中的實(shí)際案例作為引子,比如討論如何平衡一個(gè)懸掛的物體或如何使一個(gè)物體保持靜止等。例如:可以引入橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、吊鉤吊物、建筑物支撐等實(shí)際場(chǎng)景,讓學(xué)生通過(guò)觀察、分析這些情境,理解共點(diǎn)力平衡的原理和應(yīng)用。這樣的實(shí)際案例能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,使抽象的物理概念更具體化、更直觀化。在進(jìn)行共點(diǎn)力平衡的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí),可以讓學(xué)生自行選擇感興趣的現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景,并設(shè)計(jì)相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)或觀察性實(shí)驗(yàn)。例如:學(xué)生可以選擇自行搭建簡(jiǎn)易的橋梁結(jié)構(gòu),然后觀察不同放置物體位置對(duì)橋梁平衡的影響。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和探索,培養(yǎng)他們解決實(shí)際問(wèn)題的能力,使學(xué)習(xí)更具有互動(dòng)性和趣味性。
(五)利用生活實(shí)物,豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源
在新課標(biāo)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,利用生活實(shí)物豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。通過(guò)運(yùn)用生活中的實(shí)物,設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn),能夠使學(xué)生更直觀地了解物理現(xiàn)象,并將理論知識(shí)與實(shí)際情境相結(jié)合。這種教學(xué)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深對(duì)物理原理的認(rèn)知和理解。以《超重和失重》這節(jié)課為例,探討如何利用生活實(shí)物設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生更直觀地了解物理現(xiàn)象,促進(jìn)理論知識(shí)與實(shí)際情境的結(jié)合。教師可以利用簡(jiǎn)單的日常生活實(shí)物,比如彈簧、彈簧秤、各種物體等,進(jìn)行超重和失重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)中觀察不同物體在不同狀態(tài)下(靜止、勻速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng))的重力表現(xiàn),并記錄下各種狀態(tài)下物體的重力狀態(tài)。例如:在電梯上下運(yùn)動(dòng)時(shí),利用彈簧秤測(cè)量物體的重力,讓學(xué)生觀察電梯加速和減速時(shí)物體的重量變化,從而了解超重和失重的現(xiàn)象。其次,利用生活實(shí)物豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源可以使學(xué)生更直觀地了解物理現(xiàn)象。通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以親身體驗(yàn)超重和失重的感覺(jué),從而深入理解這些現(xiàn)象背后的物理原理。例如:可以設(shè)計(jì)一些模擬重力狀態(tài)變化的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生觀察物體在不同狀態(tài)下的行為,從而直觀地感受到超重和失重的差異。最后,利用生活實(shí)物設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)有助于將理論知識(shí)與實(shí)際情境相結(jié)合。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可以將所學(xué)的重力、加速度等理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)觀察相聯(lián)系,從而更深入地理解這些物理概念。比如:學(xué)生可以通過(guò)測(cè)量物體在電梯加速和減速時(shí)的重力變化,結(jié)合重力和加速度的知識(shí),探討超重和失重現(xiàn)象的原因和變化規(guī)律。
(六)完善教學(xué)評(píng)價(jià)
傳統(tǒng)的考試評(píng)價(jià)往往只注重對(duì)知識(shí)的量化評(píng)價(jià),而在探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可以采用更多元化的評(píng)價(jià)方式,如實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、展示性實(shí)驗(yàn)、小組討論、口頭表達(dá)等。這樣的評(píng)價(jià)方式能夠更全面地評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻骄烤窈秃献髂芰?,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己在不同方面的優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自信心。教師可以通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容的評(píng)價(jià),及時(shí)給予學(xué)生詳細(xì)的反饋,指出優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)的空間,幫助學(xué)生更好地理解自己的學(xué)習(xí)水平和不足之處。這種針對(duì)性的反饋有助于學(xué)生及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)方法,提高自己的學(xué)習(xí)效果,從而樹(shù)立起更加自信的學(xué)習(xí)態(tài)度。明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)能夠讓學(xué)生清晰地知道自己應(yīng)該達(dá)到的學(xué)習(xí)水平,形成明確的學(xué)習(xí)方向。同時(shí),通過(guò)量化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),讓學(xué)生能夠直觀地了解自己的學(xué)習(xí)成績(jī),從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力,建立自信心。然而,在完善教學(xué)評(píng)價(jià)的過(guò)程中,需要注重評(píng)價(jià)方式的公平性和全面性。教師應(yīng)該客觀公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn),避免過(guò)于片面或主觀的評(píng)價(jià),確保評(píng)價(jià)結(jié)果具有說(shuō)服力和權(quán)威性。同時(shí),應(yīng)該關(guān)注每個(gè)學(xué)生的個(gè)體差異,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行差異化的評(píng)價(jià)和指導(dǎo),讓每個(gè)學(xué)生都能夠找到自信的來(lái)源。
結(jié)束語(yǔ)
在新課標(biāo)下的高中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們深刻領(lǐng)悟到探究的力量和實(shí)驗(yàn)的魅力。這種教學(xué)模式不僅僅是知識(shí)的傳授,更是學(xué)生思維的引導(dǎo)和啟發(fā),是學(xué)生自主探索、合作實(shí)踐的平臺(tái)。通過(guò)探究式實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)技能,更重要的是學(xué)會(huì)了如何提出問(wèn)題、尋找答案,并且在自由探索中發(fā)現(xiàn)樂(lè)趣。這種積極的學(xué)習(xí)方式不僅促進(jìn)了對(duì)物理知識(shí)的深入理解,更激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的熱情,為未來(lái)的學(xué)習(xí)和探索之路打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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