摘 要 以河南理工大學(xué)消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，立足新工科對(duì)人才培養(yǎng)的要求和消防行業(yè)發(fā)展需求，結(jié)合消防工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)管理模式創(chuàng)新等四個(gè)方面探討消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以期促進(jìn)消防工程專(zhuān)業(yè)本科生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 新工科；消防工程；混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；實(shí)訓(xùn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）18-0142-04

0 引言

我國(guó)是工程教育大國(guó)。當(dāng)前，新一輪產(chǎn)業(yè)革命和科技創(chuàng)新在深度影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)變遷。2017年，《教育部高等教育司關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》發(fā)布，此后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，開(kāi)啟了我國(guó)工程教育強(qiáng)國(guó)發(fā)展之路[1]?！笆奈濉睍r(shí)期，我國(guó)消防安全形勢(shì)依然嚴(yán)峻，新技術(shù)、新材料、新業(yè)態(tài)不斷積累新風(fēng)險(xiǎn)，重特大火災(zāi)爆炸事故仍頻繁發(fā)生[2]，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展給火災(zāi)防控帶來(lái)新的壓力，社會(huì)專(zhuān)業(yè)消防人才總量不足的問(wèn)題愈加凸顯。面對(duì)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，消防工程專(zhuān)業(yè)肩負(fù)為國(guó)家培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新思維的復(fù)合型消防高級(jí)人才的重任[3]。在新工科背景下，探討消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，對(duì)培養(yǎng)消防工程專(zhuān)業(yè)人才具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度、提高學(xué)生實(shí)踐能力和技術(shù)實(shí)力的重要途徑，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要的作用[4-5]。面對(duì)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，如何改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，探索適應(yīng)新工科背景的消防工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力是消防工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)面臨的重要問(wèn)題。

河南理工大學(xué)于2004年設(shè)立消防工程專(zhuān)業(yè)，是教育部和公安部批準(zhǔn)較早設(shè)立消防工程專(zhuān)業(yè)的高等院校之一，是全國(guó)消防工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)委員會(huì)的副主任單位。該專(zhuān)業(yè)2017年起在河南省和部分省市進(jìn)入本科一批招生，并在2019年入選河南省一流本科專(zhuān)業(yè)。本文結(jié)合河南理工大學(xué)消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心發(fā)展現(xiàn)狀，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)管理模式創(chuàng)新等四個(gè)方面探討消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，并基于新工科建設(shè)要求，提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建議，以促進(jìn)消防工程專(zhuān)業(yè)本科生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

1.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

消防工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，培養(yǎng)具有良好的理論基礎(chǔ)、身心素質(zhì)和較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力，掌握消防工程技術(shù)與管理的基礎(chǔ)理論和方法，能從事消防檢查監(jiān)督、安全培訓(xùn)、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工、消防安全管理等方面工作，同時(shí)具備注冊(cè)消防工程師能力的復(fù)合型工程技術(shù)人才。為此，在人才培養(yǎng)方案的編制中進(jìn)行課程設(shè)置時(shí)，在提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重的同時(shí)，還應(yīng)考慮如何優(yōu)化現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，兼顧消防基礎(chǔ)理論、工程應(yīng)用和智慧消防等新技術(shù)教學(xué)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，注重學(xué)生綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[6]?；谶@一原則，河南理工大學(xué)消防工程專(zhuān)業(yè)梳理專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，根據(jù)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置難度，建立以培養(yǎng)學(xué)生消防職業(yè)能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為核心，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、突出特色、強(qiáng)化工程基礎(chǔ)的分階段、多層次、多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，推行線下實(shí)驗(yàn)+虛擬仿真、課堂教學(xué)+課外科創(chuàng)的混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)由獨(dú)立設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三部分構(gòu)成，共14學(xué)分；加上認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、消防技能訓(xùn)練、素質(zhì)拓展實(shí)踐創(chuàng)新等實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)共51學(xué)分，占總學(xué)分的30%。多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系如圖1所示。

第Ⅰ層次：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)包括燃燒學(xué)實(shí)驗(yàn)、火災(zāi)學(xué)實(shí)驗(yàn)、建筑材料防火、傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、空氣調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)等五門(mén)實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練，學(xué)生可以掌握消防工程方面的基本測(cè)試技能，掌握正確選擇、使用測(cè)試設(shè)備和儀器儀表的方法，養(yǎng)成基本實(shí)驗(yàn)操作能力和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)，為專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

第Ⅱ?qū)哟危壕C合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)包括水滅火工程、火災(zāi)探測(cè)與控制、火災(zāi)防煙與排煙、火災(zāi)調(diào)查、智慧消防、火災(zāi)化學(xué)、滅火戰(zhàn)術(shù)與應(yīng)急救援等七門(mén)實(shí)驗(yàn)課程。在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)和部分專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)操類(lèi)項(xiàng)目和虛擬仿真項(xiàng)目的訓(xùn)練，學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果分析，掌握消防工程專(zhuān)業(yè)技能，培養(yǎng)工程應(yīng)用能力以及服務(wù)社會(huì)能力，為畢業(yè)后從事消防工作打下基礎(chǔ)。

第Ⅲ層次：創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生通過(guò)參與教師的科研課題、暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)以及承擔(dān)大學(xué)生創(chuàng)新基金課題等，結(jié)合所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，主要為部分優(yōu)秀學(xué)生和學(xué)有余力的學(xué)生開(kāi)設(shè)。通過(guò)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生從事火災(zāi)科學(xué)研究的熱情，強(qiáng)化教學(xué)科研融合發(fā)展，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.2 優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源建設(shè)

目前，河南理工大學(xué)消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已建成水滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、燃燒參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、火災(zāi)調(diào)查與滅火救援實(shí)驗(yàn)室、建筑材料燃燒性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、防排煙與火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、防滅火材料實(shí)驗(yàn)室，所有設(shè)備均能帶水、帶電運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)條件良好，可以滿(mǎn)足學(xué)生實(shí)訓(xùn)能力培養(yǎng)要求。優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源建設(shè)堅(jiān)持“以人為本”，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為核心，一方面積極完善實(shí)驗(yàn)條件，教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)年均不低于30萬(wàn)元，確保每組滿(mǎn)足3～5人的實(shí)驗(yàn)臺(tái)（套）數(shù)；另一方面鼓勵(lì)教師對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化改造，已完成火災(zāi)煙氣擴(kuò)散與排煙綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)和智能滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火與抑爆綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)化改造，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)備的利用率，增強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)效果。

另外，加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，針對(duì)專(zhuān)業(yè)核心課實(shí)踐能力形成，開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，建成30個(gè)“燃燒、防火、滅火、報(bào)警、防排煙”五類(lèi)模塊虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立一個(gè)安全與消防工程河南省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，提升對(duì)學(xué)生消防職業(yè)素質(zhì)與工程思維的綜合培養(yǎng)。河南理工大學(xué)消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心與虛擬仿真平臺(tái)如圖2所示。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新

構(gòu)建以學(xué)生為中心，教師全過(guò)程指導(dǎo)、引導(dǎo)學(xué)生自主完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，鼓勵(lì)教師優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)方式，通過(guò)互動(dòng)設(shè)問(wèn)、設(shè)置消防故障情境等多種教學(xué)方法，提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的獲得感；推行線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)生的積極性與參與度，讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作理解消防工程實(shí)踐中的常見(jiàn)故障排除方法，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。貫徹科研反哺的理念，注重結(jié)合消防專(zhuān)業(yè)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，依托河南理工大學(xué)安全與應(yīng)急學(xué)科優(yōu)勢(shì)，以企業(yè)科技需求、教師科研項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，吸引學(xué)生“進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、進(jìn)課題、進(jìn)項(xiàng)目”，以高水平研究促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的提高，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參與各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。近三年，河南理工大學(xué)消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心與國(guó)家危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)急救援（實(shí)訓(xùn)）濮陽(yáng)基地、舟山基地等21家優(yōu)質(zhì)企業(yè)共建校企實(shí)踐基地，學(xué)生獲國(guó)家級(jí)、省部級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽與學(xué)科競(jìng)賽獎(jiǎng)100余項(xiàng)。

1.4 實(shí)驗(yàn)管理模式創(chuàng)新

構(gòu)建“青年教師走出去、企業(yè)教師請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的雙向互動(dòng)機(jī)制，提高教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，積極與政府、企業(yè)合作，形成一支由高水平教授領(lǐng)銜，理論課教師、企業(yè)專(zhuān)家、實(shí)驗(yàn)教師、研究生助教五位一體，核心骨干穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)技術(shù)熟練的高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。

實(shí)行?！骸等?jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)聽(tīng)課督導(dǎo)全覆蓋，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作，完善自我評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)、同行評(píng)價(jià)和系室評(píng)價(jià)相結(jié)合的多方位實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督評(píng)價(jià)制度，形成全過(guò)程、閉環(huán)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控和保障體系，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平提高。學(xué)生評(píng)價(jià)和督導(dǎo)評(píng)教優(yōu)良率分別達(dá)到96%和93%，各類(lèi)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)數(shù)增多。

同時(shí)，建立消防實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)格化安全管理制度，針對(duì)各實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)制定安全配套措施，形成“制度—人—機(jī)—環(huán)境”一體化管理模式。規(guī)范實(shí)驗(yàn)資源管理與安全管理制度，建立專(zhuān)兼職相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍，明確實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人及其職責(zé)，完善實(shí)驗(yàn)室管理體制，確保實(shí)驗(yàn)室安全、有序運(yùn)行。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建議

新工科即工程教育的新理念、學(xué)科專(zhuān)業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量和分類(lèi)發(fā)展的新體系[7]。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，在新工科背景下應(yīng)更加注重對(duì)學(xué)生解決工程實(shí)踐問(wèn)題綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。消防工程專(zhuān)業(yè)服務(wù)面向較寬、行業(yè)領(lǐng)域較多、專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)偏重實(shí)踐，更應(yīng)主動(dòng)對(duì)接新工科背景下的新機(jī)遇，為國(guó)家培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新思維的復(fù)合型消防人才。為此，本文在實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等方面提出下一步改革建議。

2.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，促進(jìn)校企合作

擁有優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍是搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證。沒(méi)有一流的師資，就沒(méi)有一流的學(xué)生[8]。因此，高校必須充分調(diào)動(dòng)教師的積極性，提高管理水平，打造優(yōu)秀的教師隊(duì)伍。可以結(jié)合高校良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和企業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，采用輪崗交流、技術(shù)服務(wù)等方式加強(qiáng)校企合作，豐富教師的現(xiàn)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)；也可以聘請(qǐng)工程經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)導(dǎo)師參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生傳授工作經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，取得更好的教學(xué)效果。

2.2 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)案例，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

編制獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)案例策劃書(shū)輔助課程教材，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過(guò)案例創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生興趣。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)觀念，走出教材局限。例如：在濕式報(bào)警閥組測(cè)試實(shí)驗(yàn)中可以預(yù)設(shè)報(bào)警閥組中的某一部分存在故障，讓學(xué)生以濕式報(bào)警閥測(cè)試方法為基礎(chǔ)，獨(dú)立思考，找出問(wèn)題所在。這種方法可以為學(xué)生提供豐富的實(shí)驗(yàn)案例，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新能力。

2.3 充分依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備不足問(wèn)題

近些年，越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)被應(yīng)用到消防領(lǐng)域，智慧消防在國(guó)內(nèi)外蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)代信息技術(shù)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了不受限的空間[9]，開(kāi)發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能夠有效解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問(wèn)題。通過(guò)“智能+教育”開(kāi)發(fā)出的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)、智能技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，可以解決高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)中的老大難問(wèn)題，以及原先“做不到”“做不好”“做不了”和“做不上”的問(wèn)題[10-11]。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與教師及時(shí)地交流和溝通，學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題能夠輕松地得以解答。因此，可以結(jié)合消防工程實(shí)踐中的問(wèn)題開(kāi)發(fā)消防工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真項(xiàng)目，切實(shí)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

消防工程專(zhuān)業(yè)是一門(mén)工程技術(shù)與組織管理相互交叉的學(xué)科，消防行業(yè)迫切需要高水平技術(shù)管理人才，現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式難以滿(mǎn)足行業(yè)需求。新工科是國(guó)家提出的高等教育新發(fā)展戰(zhàn)略，旨在把我國(guó)從高等工程教育大國(guó)發(fā)展為高等工程教育強(qiáng)國(guó)。本文根據(jù)新工科背景下對(duì)消防工程專(zhuān)業(yè)的人才要求，結(jié)合消防工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)管理模式創(chuàng)新等四個(gè)方面探討消防工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以期為促進(jìn)消防行業(yè)發(fā)展和服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略提供人才支持。

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