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小學(xué)科學(xué)論文
小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)
摘 要：本文從小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的原則、策略、意義等方面，就如何加強(qiáng)對科學(xué)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行論述，力求培養(yǎng)學(xué)生以“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式開展科學(xué)探究活動(dòng)，從而提高科學(xué)探究活動(dòng)的針對性和實(shí)效性。
關(guān)鍵詞：科學(xué)探究活動(dòng); 設(shè)計(jì)
中圖分類號：G623.6 文獻(xiàn)識碼：A 文章編號：1006-3315(2014)01-097-003
隨著新課程改革的不斷深入，《小學(xué)科學(xué)(3-6)年級課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的“科學(xué)學(xué)習(xí)以探究為核心”的教學(xué)理念已被廣大科學(xué)教師所接受，讓學(xué)生親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)已成為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。但是，在實(shí)際教學(xué)過程中還存在教師過分追求探究性學(xué)習(xí)的模式、探究形式過于單一、設(shè)計(jì)的探究主題針對性不強(qiáng)、探究時(shí)間安排不合理、探究不充分不深入等問題，導(dǎo)致科學(xué)探究活動(dòng)的實(shí)效性不高。因此，如何強(qiáng)化對科學(xué)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)，注重學(xué)生的體驗(yàn)，提高學(xué)生的探究興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生以“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行探究活動(dòng)，是每一個(gè)科學(xué)教師開展科學(xué)探究活動(dòng)教學(xué)時(shí)面臨的重要任務(wù)。
一、小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的原則
1.安全性原則
安全的保證是科學(xué)探究活動(dòng)順利進(jìn)行的前提。在科學(xué)課堂探究活動(dòng)中，教師除了要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的規(guī)范操作外，還應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生的安全教育，讓學(xué)生認(rèn)識到各種不安全操作所存在的危險(xiǎn)性，并對探究活動(dòng)的規(guī)范操作予以高度重視。總之，教師要全程關(guān)注學(xué)生的探究過程，確保探究活動(dòng)在安全的前提下有序進(jìn)行。
2.科學(xué)性原則
小學(xué)科學(xué)課程探究活動(dòng)的科學(xué)性是指科學(xué)探究的原理、活動(dòng)設(shè)計(jì)、操作方法等，都必須與相應(yīng)的科學(xué)理論以及科學(xué)方法相吻合[1]。探究活動(dòng)科學(xué)性的保證是有效開展探究活動(dòng)的前提基礎(chǔ)。探究活動(dòng)的科學(xué)性主要體現(xiàn)在探究材料要科學(xué)，探究方法要科學(xué)，探究過程要科學(xué)三個(gè)方面，教師應(yīng)該根據(jù)探究主題合理地選擇探究材料，根據(jù)探究內(nèi)容科學(xué)地選擇探究方法，根據(jù)學(xué)情有目的地設(shè)計(jì)探究過程，關(guān)注科學(xué)探究活動(dòng)的科學(xué)性，讓科學(xué)教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。
3.開放性原則
科學(xué)探究活動(dòng)是一個(gè)可變的、在探索中不斷修正和發(fā)展的過程。科學(xué)探究活動(dòng)的開放性主要體現(xiàn)在時(shí)間、空間、資源、內(nèi)容、過程、結(jié)論、評價(jià)等多個(gè)方面，教師應(yīng)該以開放的觀念和心態(tài)來面對學(xué)生的探究活動(dòng)，時(shí)刻為他們營造一個(gè)輕松、民主、和諧的探究環(huán)境，讓學(xué)生有選擇的機(jī)會(huì)和創(chuàng)造的空間，同時(shí)滿足不同經(jīng)驗(yàn)背景的學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的需要。教師將學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)置于廣闊的背景之中，有助于幫助學(xué)生拓展對科學(xué)現(xiàn)象的體驗(yàn)，豐富他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。
4.實(shí)踐性原則
科學(xué)探究活動(dòng)是一種以動(dòng)手操作為載體的實(shí)踐活動(dòng)。這種實(shí)踐性體現(xiàn)在多個(gè)方面：在方式上，有課件演示、教師示范、學(xué)生動(dòng)手操作等;在空間上，不受教室所限制，有專門的實(shí)驗(yàn)室或相關(guān)的活動(dòng)場所;在安排上，可以按知識的邏輯進(jìn)行，也可以按活動(dòng)的邏輯進(jìn)行。實(shí)踐性是學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦，動(dòng)全身的真正體現(xiàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和邏輯思維能力。
5.主體性原則
在科學(xué)探究活動(dòng)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師在教學(xué)過程中只是起指導(dǎo)、協(xié)助和排難解惑的作用。學(xué)生可以自由選擇探究主題，自主設(shè)計(jì)探究內(nèi)容與形式，最后也是由學(xué)生以小組為單位進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)。充分體現(xiàn)“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式。
6.啟發(fā)性原則
陶行知說：“真正的教育必須培養(yǎng)出能思考、會(huì)創(chuàng)造的人。發(fā)明千千萬，起點(diǎn)是一問。”這就要求教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和創(chuàng)造思維，而啟發(fā)式教學(xué)是實(shí)現(xiàn)這種教學(xué)的重要手段。在科學(xué)探究活動(dòng)中，教師更應(yīng)該遵循啟發(fā)式教學(xué)的原則，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)思考，教師在必要時(shí)才予以啟發(fā)，這樣更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性和創(chuàng)新意識。
7.層次性原則
科學(xué)探究活動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)結(jié)合學(xué)生的知識經(jīng)驗(yàn)、心理特點(diǎn)和邏輯思維特點(diǎn)來進(jìn)行安排設(shè)計(jì)，遵循內(nèi)容從小到大，活動(dòng)從易到難，要求從低到高這樣的層次性原則，讓科學(xué)知識逐步深入，不讓科學(xué)探究太過簡單，也不過度拔高探究難度，讓學(xué)生在每一個(gè)階段都有獲得成功體驗(yàn)的可能，同時(shí)保證探究對學(xué)生有一定的挑戰(zhàn)性，時(shí)刻讓學(xué)生感受到探究的樂趣，從而在探究過程中不斷地修正和提高。
8.創(chuàng)新性原則
江澤民同志曾說：“創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。”同時(shí)，創(chuàng)新是科學(xué)探究的生命力。創(chuàng)新型的科學(xué)探究活動(dòng)旨在從改革傳統(tǒng)的“滿堂灌”、“一師言”的科學(xué)課堂出發(fā)，構(gòu)建有利于學(xué)生創(chuàng)新潛能開發(fā)和創(chuàng)新心理品質(zhì)形成的教學(xué)方式。只有不斷創(chuàng)新，科學(xué)才會(huì)不斷向前發(fā)展。
二、小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的策略
1.精心設(shè)計(jì)，激發(fā)探究
教學(xué)設(shè)計(jì)是指教師緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)，對課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)過程、教學(xué)效果等做一系列的編排和預(yù)設(shè)[2]。精心巧妙的活動(dòng)設(shè)計(jì)有利于營造濃烈的科學(xué)探究氛圍，有利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。其設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：探究內(nèi)容的選擇、探究重點(diǎn)的確定、探究類型的選擇、課堂組織形式的選擇、活動(dòng)計(jì)劃和儀器的準(zhǔn)備。
1.1探究內(nèi)容的選擇。教師要有所選擇的開展探究活動(dòng)，應(yīng)選擇一些蘊(yùn)含科學(xué)思維、科學(xué)方法的內(nèi)容來讓學(xué)生探究。如“摩擦力”一課，其中會(huì)用到“數(shù)據(jù)測量”、“數(shù)據(jù)處理”、“控制變量”等科學(xué)方法，這樣既能讓學(xué)生掌握摩擦力的相關(guān)知識，又可以學(xué)會(huì)一些科學(xué)研究的方法。
1.2探究重點(diǎn)的確定。在確立了探究主題后，就應(yīng)認(rèn)真分析設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)所要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，確定探究的重點(diǎn)。如在探究“摩擦力”時(shí)，在科學(xué)知識上的探究重點(diǎn)是探究摩擦力的決定因素和產(chǎn)生條件;在科學(xué)方法上的探究重點(diǎn)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用“控制變量法”。教師在設(shè)計(jì)探究活動(dòng)時(shí)，應(yīng)側(cè)重于某一點(diǎn)或某一方面，讓學(xué)生深刻體會(huì)科學(xué)探究的實(shí)質(zhì)。
1.3探究類型的選擇。很多教師對科學(xué)探究存在狹隘的理解，他們認(rèn)為只有讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的才算是探究，其實(shí)探究的形式有很多，筆者認(rèn)為根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，可以把科學(xué)探究分為如下幾種類型：(1)操作實(shí)驗(yàn)型：科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，很多現(xiàn)象和規(guī)律都需要通過實(shí)驗(yàn)操作來進(jìn)行探究，再得出結(jié)論。(2)理想實(shí)驗(yàn)型：從教科版的小學(xué)科學(xué)教材來看，很多科學(xué)規(guī)律和結(jié)論是無法在小學(xué)科學(xué)課堂用實(shí)驗(yàn)來完成的，這就需要通過科學(xué)思維來建立。如“聲音不能在真空中傳播”、“絕對零度”等。(3)訪問調(diào)查型：調(diào)查訪問也是一種科學(xué)探究方式，讓學(xué)生在調(diào)查訪問中，發(fā)現(xiàn)問題，再解決問題。(4)討論交流型：通過學(xué)生間的討論交流，可以活躍學(xué)生思維，達(dá)到互補(bǔ)的作用。(5)資料研究型：學(xué)生通過查閱資料和文獻(xiàn)，學(xué)會(huì)分析、處理各種資料，獲取所需要的知識等等。教師應(yīng)根據(jù)不同的探究內(nèi)容，來選擇不同的探究類型，促使探究活動(dòng)有效地開展。 1.4課堂組織形式的選擇。
①指導(dǎo)型：使用這種組織形式，教師應(yīng)處理好教師指導(dǎo)與學(xué)生自主探究的關(guān)系，屬于學(xué)生獨(dú)立探究的部分，就應(yīng)該突出學(xué)生的主體性，讓學(xué)生獨(dú)立去完成，對于不屬于本探究主題的過程目標(biāo)，教師應(yīng)大膽指導(dǎo)，讓學(xué)生把精力集中于本次探究需要強(qiáng)化的環(huán)節(jié)。
②合作型：在科學(xué)探究中，很多探究主題都需要多人合作完成，面對這樣的情況時(shí)，教師應(yīng)組織學(xué)生以學(xué)習(xí)對子或四人小組的形式合作完成。
③開放型：根據(jù)探究內(nèi)容的特點(diǎn)，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好自主選擇研究主題和方向來開展探究活動(dòng)。
1.5活動(dòng)計(jì)劃和儀器的準(zhǔn)備。針對一個(gè)具體的探究活動(dòng)，教師應(yīng)根據(jù)活動(dòng)的內(nèi)容和性質(zhì)來確定活動(dòng)計(jì)劃，設(shè)計(jì)出探究活動(dòng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并準(zhǔn)備必要的材料和儀器。當(dāng)然，也可以讓學(xué)生選擇生活中的器材制作簡單的實(shí)驗(yàn)儀器，或用其他設(shè)備改造成所需要的儀器。
2.適時(shí)指導(dǎo)，自主探究
在科學(xué)探究活動(dòng)中，學(xué)生是探究的主體，新課程倡導(dǎo)放手讓學(xué)生自主探究、自主學(xué)習(xí)，但筆者認(rèn)為這種放手絕不是放任自流，教師在探究過程中要做好指導(dǎo)工作，及時(shí)調(diào)控全班學(xué)生的探究活動(dòng)，并在合適、必要的時(shí)候?qū)W(xué)生加以指導(dǎo)和幫助。筆者在對小學(xué)科學(xué)探究課堂的跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在科學(xué)探究過程中，教師對學(xué)生的指導(dǎo)要直擊要點(diǎn)，做到恰如其分，可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行。
首先，教師要引導(dǎo)學(xué)生明確探究方向。教師在課堂導(dǎo)入的時(shí)候，可以通過各種方法創(chuàng)設(shè)虛擬情境，引導(dǎo)學(xué)生圍繞探究主題自己提出問題，再通過小組討論或全班討論，提出對問題的看法并作出相應(yīng)的假設(shè)，讓學(xué)生明確探究的方向和研究的思路。
其次，教師要引導(dǎo)學(xué)生自主思考，得出結(jié)論。學(xué)生在探究過程中，獲取了一定的資源和信息，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過分析、綜合、想象、概括等思維方法，對獲取的事實(shí)進(jìn)行自主思考，讓學(xué)生在思考中自己得出科學(xué)可靠的結(jié)論[3]。例如在教科版五年級下冊《熱是怎樣傳遞的》一課的教學(xué)中，學(xué)生在完成第一個(gè)實(shí)驗(yàn)(熱在金屬棒上的傳遞)后，觀察到了“離酒精燈火焰近的牙簽先掉落，離酒精燈火焰遠(yuǎn)的牙簽后掉落”這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師追問：從剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論?結(jié)果很多學(xué)生只能總結(jié)出“熱是從酒精燈火焰的這一端向另一端傳遞的”這一結(jié)論，這時(shí)教師可以及時(shí)引導(dǎo)：金屬棒兩端的溫度怎么樣?經(jīng)過教師的這一點(diǎn)撥，學(xué)生很快就可以發(fā)現(xiàn)“熱是從物體熱的一端向冷的一端傳遞的”。
最后，教師要引導(dǎo)學(xué)生對探究活動(dòng)進(jìn)行反思。在探究活動(dòng)中，學(xué)生把更多的注意力集中在了活動(dòng)本身，而往往忽略了自己的體驗(yàn)和收獲。在探究活動(dòng)結(jié)束后，教師應(yīng)留有一定的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生說出自己在探究過程中的真情實(shí)感，組織學(xué)生相互點(diǎn)評、相互啟發(fā)，讓學(xué)生在反思中領(lǐng)悟科學(xué)真諦，讓科學(xué)思想真正內(nèi)化成學(xué)生的科學(xué)理念和科學(xué)知識。
3.抓住生成，深入探究
生成是以教師的預(yù)設(shè)為基礎(chǔ)的，沒有很充分的課堂預(yù)設(shè)，就不會(huì)有很精彩的生成，而生成又是對預(yù)設(shè)很好的補(bǔ)充和提升，只有當(dāng)教師在充分預(yù)設(shè)的前提下抓住生成，探究才會(huì)深入，才會(huì)出彩[4]。為了保證科學(xué)探究活動(dòng)的順利開展，教師進(jìn)行課堂預(yù)設(shè)是必不可少的。在對一些小學(xué)科學(xué)教師的觀察和了解中，發(fā)現(xiàn)教師在上課前都會(huì)進(jìn)行認(rèn)真?zhèn)湔n，有些教師的教案設(shè)計(jì)得還非常巧妙，環(huán)環(huán)相扣，步步深入。但是，也常存在一個(gè)共同的問題就是：教師在設(shè)計(jì)教案時(shí)，力求“完美”，給學(xué)生留有的空白不夠，在課堂教學(xué)中，只是讓學(xué)生按照自己的課前預(yù)設(shè)走，讓學(xué)生“補(bǔ)白”和“潤色”的機(jī)會(huì)很少。筆者認(rèn)為在科學(xué)探究活動(dòng)中，教師應(yīng)該做一個(gè)臨場的智者，不要被自己課前的設(shè)計(jì)所禁錮，而應(yīng)順應(yīng)學(xué)生的思維，充分利用動(dòng)態(tài)生成的資源，抓住動(dòng)態(tài)生成的機(jī)會(huì)，形成動(dòng)態(tài)生成的教學(xué)藝術(shù)，為學(xué)生提升能力開辟“最近發(fā)展區(qū)”。例如在教科版三年級下冊《磁鐵的兩極》一課教學(xué)中，教師準(zhǔn)備了條形磁鐵、圓形磁鐵、蹄形磁鐵，正準(zhǔn)備給學(xué)生講解磁鐵的磁極時(shí)，突然蹄形磁鐵因?yàn)槲搅Σ粔?，從黑板上掉了下來，摔得支離破碎，當(dāng)時(shí)教師也慌亂了，不知所措。其實(shí)當(dāng)時(shí)教師可以跳出之前的預(yù)設(shè)，設(shè)計(jì)一個(gè)“尋找不規(guī)則磁鐵磁極”的探究活動(dòng)，然后把接下來的探究交給學(xué)生，讓大家一起來研究判斷磁極的方法。這時(shí)學(xué)生可能會(huì)提出用已知磁極的磁鐵靠近看它的吸引情況;把破碎的磁鐵懸掛看它的指向;用小鐵釘測試等方法。這樣教師既可以很好地處理課堂突發(fā)情況，同時(shí)又可以抓住亮點(diǎn)生成，以一塊掉落的磁鐵帶動(dòng)全班學(xué)生對不規(guī)則磁鐵磁極的探究，體現(xiàn)生成的魅力和探究課堂的精彩，讓探究課堂更具靈活性。
4.給足時(shí)間，充分探究
我們常常見到的現(xiàn)象就是：教師因?yàn)闀r(shí)間原因，簡化探究過程，讓探究草草結(jié)束，直接拋出結(jié)論，這樣就致使探究未能充分進(jìn)行，也不利于學(xué)生對科學(xué)規(guī)律和方法的理解。充足的時(shí)間是學(xué)生進(jìn)行探究的保證，沒有足夠的時(shí)間，探究就會(huì)流于形式，所以教師應(yīng)在課堂上給足時(shí)間，讓學(xué)生盡情探究、充分探究。
三、強(qiáng)化小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的意義
1.提高科學(xué)素養(yǎng)，解決實(shí)際問題
科學(xué)教學(xué)的宗旨就是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成，同時(shí)關(guān)注科學(xué)與生活的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)在指導(dǎo)學(xué)生掌握基本科學(xué)知識的基礎(chǔ)上，簡單地介紹科學(xué)方法和思維，讓學(xué)生運(yùn)用觀察、比較、分析和綜合等方法解決實(shí)際問題，理解科學(xué)的真正含義。
2.激發(fā)探究興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神
創(chuàng)新是科學(xué)探究的生命力。如何引導(dǎo)學(xué)生要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)思考，強(qiáng)調(diào)教師要輕結(jié)論、重過程，注重學(xué)習(xí)方法和思維方式訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生積極動(dòng)腦、主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的思維活動(dòng)，真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
3.轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，激發(fā)自主探究
學(xué)習(xí)對學(xué)生而言是一個(gè)持續(xù)的過程。然而，在實(shí)際的科學(xué)探究過程中，由于受時(shí)間和教師課堂安排的限制，很多學(xué)生都不能盡興探究，從而失去了再認(rèn)識、再實(shí)踐和再發(fā)展的機(jī)會(huì)。面對這樣的情況，教師可推行“同主題拓展探究活動(dòng)”的學(xué)習(xí)方式，也就是在一個(gè)探究活動(dòng)結(jié)束后，圍繞該探究主題，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想、發(fā)散和逆向等創(chuàng)新性思考，再小組合作設(shè)計(jì)改進(jìn)的探究活動(dòng)方案，然后進(jìn)行后續(xù)的探究活動(dòng)，促使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行比較，并在邏輯推理的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)抽象得出合理的、科學(xué)的結(jié)論。這樣可以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)，讓其積極參與到探究中，在探究中獲得成功體驗(yàn)，從而樂于探究。
4.深化教學(xué)改革，促進(jìn)專業(yè)發(fā)展
科學(xué)教師是科學(xué)探究活動(dòng)的實(shí)踐者，加強(qiáng)對科學(xué)探究活動(dòng)的關(guān)注、思考、研究，有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)探究活動(dòng)中的問題，增強(qiáng)深化教育教學(xué)改革意識，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和方法，更新知識結(jié)構(gòu)，發(fā)展開發(fā)設(shè)計(jì)探究活動(dòng)的能力，明確專業(yè)發(fā)展方向，促進(jìn)專業(yè)成長。
加強(qiáng)對小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的研究，有利于提高廣大教師和學(xué)生對開發(fā)小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)的重要性和必要性認(rèn)識，是進(jìn)一步落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)，提升小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)教師專業(yè)成長的有效途徑。因此，我們要加強(qiáng)對科學(xué)探究活動(dòng)的研究和設(shè)計(jì)，多學(xué)習(xí)、多思考，從而真正的提高科學(xué)探究活動(dòng)的針對性和實(shí)效性。
基金項(xiàng)目：湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度立項(xiàng)一般資助課題“卓越小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)模式研究”(XJK013BGD044)階段成果，吉首大學(xué)2013年教學(xué)改革重點(diǎn)研究項(xiàng)目“湘西地區(qū)小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)機(jī)制研究”(2013JSUJGA23)階段成果。
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