曹文俠,張德罡,蒲小鵬,徐長林,姚拓,胡桂馨,蔡卓山,李亞娟
(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室,中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,蘭州730070)
草業(yè)科學(xué)是以草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為對象,從事資源保護與利用,通過植物、動物生產(chǎn)及其產(chǎn)品加工經(jīng)營,獲取生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益的產(chǎn)業(yè)[1]。從畜牧學(xué)科分離出來的草原學(xué),隨著對草地生態(tài)服務(wù)功能的不斷認識和研究,發(fā)展為基于草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)理論的草業(yè)科學(xué)本科[2-3]。相對于農(nóng)業(yè)教育的其他學(xué)科,草業(yè)科學(xué)屬于一門比較年輕的學(xué)科。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)于1989 年成為我國首個草業(yè)科學(xué)國家級重點學(xué)科,2007 年獲教育部第一批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)支持,現(xiàn)為我國33 所草業(yè)科學(xué)本科招生高校中規(guī)模最大的本科人才培養(yǎng)基地。因?qū)W校地處西北,基礎(chǔ)設(shè)施和信息相對落后,隨著學(xué)科和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,人才培養(yǎng)體系與行業(yè)及社會需求不夠匹配。從2010 年開始,開始調(diào)整和優(yōu)化草業(yè)科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計劃,從課程建設(shè)[4]、實踐教學(xué)及其教學(xué)模式等方面進行了一系列重要的改革嘗試。
野外教學(xué)實習(xí)是實踐教學(xué)中最貼近生產(chǎn)的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)[5-6],但受教學(xué)經(jīng)費及實踐基地等條件的限制[7],成為農(nóng)業(yè)院校教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)。教學(xué)實習(xí)是在指導(dǎo)教師的現(xiàn)場講授和引導(dǎo)下,通過學(xué)生的觀測與生產(chǎn)體驗,鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生綜合分析和解決生產(chǎn)實際問題的工作能力。草業(yè)科學(xué)專業(yè)教學(xué)實習(xí)[8-9]是多種教學(xué)要素互作的集中體現(xiàn),改革和提升的空間大。
“綜合教學(xué)實習(xí)”是提高學(xué)生實踐能力和綜合素質(zhì)的重要途徑[10],也可成為提升教師綜合指導(dǎo)能力的有效手段?,F(xiàn)就甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)依托任繼周院士始建于1956 年的我國第1 個草原定位研究站——甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)天祝高山草原試驗站,就開展草業(yè)科學(xué)綜合教學(xué)實習(xí)改革的經(jīng)驗,與同行進行交流和探討,旨在切實提高草業(yè)科學(xué)專業(yè)本科野外教學(xué)實習(xí)效果,在促進學(xué)生技能培養(yǎng)、綜合素質(zhì)提升等方面發(fā)揮更好的作用。
由于經(jīng)費和環(huán)境條件的限制,教學(xué)實習(xí)的時間相對較短。1977 ―2000 年期間,甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)的草業(yè)科學(xué)課程體系基本穩(wěn)定,草原學(xué)野外教學(xué)實習(xí)保持在1 個月以上。2000 年后,雖然課程門數(shù)增加,但課程總學(xué)時逐漸壓縮,實驗與實習(xí)時間也呈下降趨勢,草原學(xué)野外教學(xué)實習(xí)也縮短至15 ~20 d。每門課的實習(xí)時間相應(yīng)縮短到2 ~3 d,這么短的時間很難將所學(xué)的主要理論知識和草原生產(chǎn)實際有效結(jié)合起來,要熟悉草原生產(chǎn)的全部過程和環(huán)節(jié)幾乎不可能。
傳統(tǒng)教學(xué)實習(xí)的課程管理模式面臨挑戰(zhàn)。長期以來,草業(yè)科學(xué)教學(xué)實習(xí)以課程實習(xí)為單元,教學(xué)內(nèi)容更新也不及時,實習(xí)方法與過程管理不科學(xué),對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)不系統(tǒng)。以課程為體系開展的教學(xué)實習(xí),在設(shè)置上呈條塊分割狀態(tài),系統(tǒng)性差,學(xué)生的思維也局限于教師事先制定的固定模式內(nèi)[11],嚴(yán)重制約著學(xué)生實踐能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。綜合課程或綜合性實習(xí)項目的開設(shè)是解決這一問題的重要途徑,如沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)開設(shè)“草業(yè)專業(yè)實踐”課程[12-13],在天然草地完成生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查方面的綜合性實驗項目。
草業(yè)科學(xué)產(chǎn)生于傳統(tǒng)的草原學(xué),隨著產(chǎn)業(yè)的不斷壯大和理論的逐步完善,草原學(xué)已由最初的土-草-畜系統(tǒng),擴大提升為具備4 個生產(chǎn)層的草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[2,14]。草原學(xué)因其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對完善,仍為草業(yè)科學(xué)課程體系中的主體[15-16],但教學(xué)內(nèi)容從傳統(tǒng)的畜牧生產(chǎn)為主逐步轉(zhuǎn)向生態(tài)與生產(chǎn)并重的草地系統(tǒng)可持續(xù)產(chǎn)業(yè)模式[17-18]。內(nèi)容涉及草原資源的調(diào)查、分類、規(guī)劃、監(jiān)測、管理、利用、培育、生態(tài)功能評定等內(nèi)容[19],實踐性極強。野外教學(xué)實習(xí)是在校內(nèi)牧草生產(chǎn)實習(xí)基礎(chǔ)上,在更為廣闊的草原進行的“實戰(zhàn)與演練”,是更完整的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
“綜合教學(xué)實習(xí)”成為有效解決野外實習(xí)經(jīng)費不足、實習(xí)時間偏短與培養(yǎng)學(xué)生實踐能力提高的有效方法,同時也成為提高實習(xí)效率的重要途徑。通過實習(xí)內(nèi)容的綜合設(shè)計與創(chuàng)新整合,使各實習(xí)課程有效銜接,協(xié)同推進,在有限的實習(xí)期內(nèi)實現(xiàn)設(shè)定的實習(xí)目標(biāo)[20]。對實習(xí)過程各環(huán)節(jié)的比重進行合理分配,適當(dāng)減少驗證性實踐活動的比例,合理增加綜合性、設(shè)計性、研究型等創(chuàng)新性的實踐內(nèi)容,使野外實習(xí)更趨科學(xué)合理。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原試驗站所處區(qū)域天祝藏族自治縣金強河地區(qū)代表性強,有海拔4 000 m 以上的馬牙雪山,區(qū)內(nèi)草地類型多樣,植被垂直分布特征鮮明,植物資源豐富,試驗站基礎(chǔ)條件完善。近些年,甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)依托該站先后完成了30 多個國家級和省部級科研項目,是開展草業(yè)科學(xué)野外綜合教學(xué)實習(xí)的理想場所。相對沒有條件進行駐點實習(xí)的院校[21],有開展綜合教學(xué)實習(xí)的優(yōu)勢與便利條件。
甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)綜合教學(xué)實習(xí)以草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為基本體系[22],進行由“草地植物分類學(xué)”(校級精品課)、“草地資源調(diào)查與規(guī)劃學(xué)”(省級精品課)、“草地培育學(xué)”(省級精品課)、“土壤學(xué)”、“草地保護學(xué)”(省級精品課,包括“牧草病理學(xué)”、“草地昆蟲學(xué)”、“草原嚙齒動物學(xué)”3 部分)構(gòu)成的草原學(xué)課程群綜合實習(xí)(圖1)。通過尋找?guī)组T課程實習(xí)內(nèi)容中的有機聯(lián)系,科學(xué)組織和整合實習(xí)內(nèi)容,實現(xiàn)課程的聯(lián)合與協(xié)同。課程既相對獨立,又融成一體,并把“綜合”的理念貫穿在實習(xí)的整個過程中。在傳承傳統(tǒng)草原學(xué)科教學(xué)實習(xí)內(nèi)容的同時,根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),緊密結(jié)合學(xué)科的發(fā)展趨勢,在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi),對實習(xí)內(nèi)容做了嚴(yán)謹(jǐn)周詳?shù)娜∩?。草業(yè)科學(xué)綜合教學(xué)實習(xí)的內(nèi)容圍繞著“草地生態(tài)系統(tǒng)自然屬性”與“草地放牧系統(tǒng)生產(chǎn)過程”兩個模塊進行實習(xí)課程的關(guān)聯(lián)組織與實習(xí)內(nèi)容的整合(圖1)。
圖1 草業(yè)科學(xué)專業(yè)綜合教學(xué)實習(xí)課程的關(guān)聯(lián)與綜合模型Fig.1 Course correlation and integrated model field teaching practice for Pratacultural Science
草地生態(tài)系統(tǒng)特征模塊(圖1)的實習(xí)內(nèi)容涵蓋了“草地植物分類學(xué)”中的高山草地植物分布、草地植物調(diào)查、植物鑒定與標(biāo)本的制作等。“草地昆蟲學(xué)”、“草原嚙齒動物學(xué)”和“牧草病理學(xué)”中的草原昆蟲、嚙齒動物及牧草病害微生物的種類、數(shù)量、危害程度調(diào)查、標(biāo)本制作與鑒定等內(nèi)容。這4 門課程協(xié)同進行,涉及草地植物、動物、微生物,既有共性,也有差異,通過全面系統(tǒng)地訓(xùn)練與比較,可更好地掌握草地生物多樣性的相關(guān)調(diào)查技術(shù)與分析方法。并通過土壤學(xué)中土壤剖面特征、草原土壤類型分布與植被的關(guān)系等內(nèi)容的實習(xí),從生態(tài)系統(tǒng)層次理解土壤、植被及其他生物類群間的互作適應(yīng)與土壤改良等問題。模塊內(nèi)不同課程的內(nèi)容互補,協(xié)同推進,如“植物分類學(xué)”與“牧草病理學(xué)”實習(xí)中要求學(xué)生除采集規(guī)范的植物標(biāo)本,還要采集帶有明顯病斑的病理學(xué)標(biāo)本,不讓學(xué)生重復(fù)往返奔波于同一地點,提高了實習(xí)效率,體現(xiàn)了綜合實習(xí)的特點。
草地牧業(yè)生產(chǎn)與資源管理模塊(圖1)包括“草地資源調(diào)查規(guī)劃學(xué)”與“草地培育學(xué)”中的利用傳統(tǒng)方法與3S 技術(shù)進行草地調(diào)查和制作草地資源分布圖的方法;通過不同退化程度草地的樣方調(diào)查及放牧家畜采食行為的觀測,分析放牧退化的演替規(guī)律,提出草地管理與退化草地培育的措施與建議。兩門課程整合進行,首先讓學(xué)生掌握不同草地的監(jiān)測技術(shù),草地放牧利用與管理方面的綜合知識與技能,最后完成當(dāng)?shù)夭莸匦竽翗I(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀的調(diào)查與分析等,體現(xiàn)了綜合實習(xí)的特點與生產(chǎn)的貼合。
在完成模塊內(nèi)課程協(xié)同推進和綜合技能實訓(xùn)的同時,還要加強兩個模塊間的順利過渡和銜接。比如在為期3 d 的“植物分類學(xué)”實習(xí)中,既要指導(dǎo)學(xué)生掌握經(jīng)典植物分類學(xué)中以生殖器官為主進行的植物識別與鑒定方法,還要引導(dǎo)學(xué)生采集同一種植物不同生育期的標(biāo)本,進行形態(tài)特征辨識,保證“草地資源調(diào)查”與“草地培育學(xué)”中樣方內(nèi)所有植株的準(zhǔn)確識別和調(diào)查結(jié)果的客觀性。要求相關(guān)課程指導(dǎo)教師間的溝通與積極參與,實現(xiàn)教學(xué)實習(xí)內(nèi)容的整合與銜接。對草地樣方中出現(xiàn)頻率比較高且不易區(qū)別的優(yōu)勢植物要求學(xué)生制作“識別小本”,比如8 種常見的委陵菜屬(Potentilla)草本植物易混淆,讓學(xué)生制作復(fù)葉標(biāo)本進行區(qū)別,在草地群落調(diào)查時將“識別小本”帶在身邊,便于隨時查閱,這樣既可節(jié)約時間,提高實習(xí)效率,也可培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動性與動手能力。
2.3.1 綜合性教學(xué)實習(xí)項目的篩選組合與系統(tǒng)化
將“草地資源調(diào)查”課程中不同草地類型的調(diào)查與“草地培育學(xué)”的牧草分蘗類型調(diào)查重點進行調(diào)整,整合成了綜合性更強的實習(xí)項目,既要調(diào)查不同的草地類型,還要調(diào)查同一類草地不同退化程度的草地,將群落優(yōu)勢種作為分蘗類型的重點調(diào)查對象。除可獲知草地的成因,還可深入理解草地退化演替進程中植物、家畜及環(huán)境間的互作與因果關(guān)系等深層次機理。通過強化項目的綜合性及系統(tǒng)性設(shè)計,在驗證基本現(xiàn)象的同時,加深對草地生態(tài)學(xué)相關(guān)理論知識的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。
2.3.2 提升綜合性教學(xué)實習(xí)項目的研究性 相關(guān)課程的指導(dǎo)教師共同設(shè)計研究型“小課題”,還可充分考慮學(xué)生自己主持的科研訓(xùn)練項目,甚至是自設(shè)項目,以發(fā)揮學(xué)生的主動性和參與意識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。如貼近生產(chǎn)的項目“南泥溝村草地畜牧業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)查與優(yōu)化設(shè)計”,或“氣候變化背景下金強河地區(qū)高寒草甸草原退化及面臨的新挑戰(zhàn)”等較宏觀的選題。要求學(xué)生在幾門課程實習(xí)的過程中進行調(diào)查訪問和有效信息數(shù)據(jù)的收集,經(jīng)過小組成員的積極參與,充分準(zhǔn)備和不斷討論,綜合應(yīng)用所學(xué)多門課程的相關(guān)知識,在教師指導(dǎo)下,于相關(guān)實習(xí)結(jié)束后,完成質(zhì)量不錯的調(diào)查報告或生產(chǎn)設(shè)計。研究型的實習(xí)項目讓學(xué)生在實習(xí)過程中進行探索,使產(chǎn)、學(xué)、研成果和學(xué)科前沿知識得到應(yīng)用,提高學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題、應(yīng)用已有知識研究問題到解決問題的綜合思維能力。
圖2 野外教學(xué)實習(xí)現(xiàn)場圖Fig. 2 Field photo of teaching practice
2.3.3 綜合教學(xué)實習(xí)中新理論和新方法的傳授和應(yīng)用 充分利用3S 技術(shù),進行野外考察點的導(dǎo)航和定位,對照地圖、衛(wèi)星圖分析不同草地資源分布狀況、環(huán)境特征與利用情況。邀請學(xué)院“柔性引進”的澳大利亞專家實地講解演示“步測法”、草地優(yōu)勢種與生物量快速估測法等(圖2),讓學(xué)生與所學(xué)傳統(tǒng)群落測定方法進行比較。在草地放牧與群落演替實習(xí)項目中,訓(xùn)練學(xué)生以空間尺度代替草地植被演替時間尺度的研究模式。因受圍欄格局和距畜圈遠近的影響,長期以來試驗站不同地段的草地受到不同程度地藏羊采食和踐踏,呈現(xiàn)出比較明顯的利用梯度特征,依次設(shè)置了不同放牧強度的試驗樣方,進行草地群落演替的實習(xí),并作為學(xué)生每年的必選實習(xí)項目,進行連續(xù)監(jiān)測。該實習(xí)項目的綜合性體現(xiàn)在應(yīng)用“草地資源調(diào)查”課程中的草地“四度一量”方法研究草地放牧利用演替問題。同時,也培養(yǎng)了學(xué)生的科研思維能力,還可讓學(xué)生真切感受草地一旦因隨意開墾或超載過牧遭到破壞,其恢復(fù)將是一個漫長與復(fù)雜的過程,提高學(xué)生的草原生態(tài)保護意識。
2.3.4 綜合型實習(xí)體驗活動 馬牙雪山是實習(xí)基地所在區(qū)域內(nèi)的標(biāo)志性山脈,北坡草地植被垂直分布特征鮮明,是當(dāng)?shù)啬撩竦南募灸翀?。通過組織爬山體驗活動,一方面完成了“草地資源調(diào)查”課程中草地類型分布與GPS 樣點的實測等實習(xí)內(nèi)容;還可親身感受山地牧場的季節(jié)劃分與暖季型草地牦牛的放牧利用情況,完成“草地培育學(xué)”的實習(xí)任務(wù);還可欣賞水母雪蓮(Saussurea medusa)等高海拔區(qū)特色植物及昆蟲等,拍攝照片或適量采集一些標(biāo)本,完成“植物分類學(xué)”等課程的實習(xí)內(nèi)容。爬山體驗活動還可鍛煉學(xué)生的意志,增強學(xué)生的團隊意識。
實習(xí)前,對各門課程的實習(xí)任務(wù)與實習(xí)內(nèi)容進行匯總。除召開常規(guī)的實習(xí)動員大會,還要召開野外教學(xué)實習(xí)指導(dǎo)教師的集體備課會。除對實習(xí)時間、路線選擇、講解方式及考核方式等進行精心策劃,重點就相互關(guān)聯(lián)的課程與實習(xí)內(nèi)容進行有效銜接或整合設(shè)計,形成綜合型的實習(xí)項目,完善實習(xí)方案,落實實習(xí)過程中的每個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將實習(xí)項目與方案下發(fā)學(xué)生實習(xí)小組,結(jié)合進行相關(guān)文獻資料的查閱和準(zhǔn)備,復(fù)習(xí)儲備相應(yīng)的理論知識和操作技術(shù)。指導(dǎo)老師通過郵件及課程網(wǎng)站等為學(xué)生提供實習(xí)指導(dǎo)、金強河地區(qū)植物名錄、植物及草地昆蟲圖譜等實習(xí)參考資料。每門課程配備2 ~4 名經(jīng)驗豐富、專業(yè)面較寬的教師組成實習(xí)指導(dǎo)教師團隊,通過分工合作,負責(zé)講解、答疑及檢查、考核學(xué)生實習(xí)效果等。
在每個實習(xí)項目外出前,先在試驗站內(nèi)進行室內(nèi)培訓(xùn)。指導(dǎo)老師簡要講授實習(xí)內(nèi)容,通過知識回顧與思維點撥等方式引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)相關(guān)知識,明晰相應(yīng)的實習(xí)目標(biāo)和基本思路。還要請駐站老師介紹實習(xí)基地的歷史背景和當(dāng)?shù)氐拿袼酌袂榈?,強調(diào)野外實習(xí)期間的安全注意事項。學(xué)生野外實習(xí)以6 人為1 小組,設(shè)組長1 名,成員分工合作,共同完成觀測記錄、數(shù)據(jù)分析和報告撰寫。團隊成員必須積極參與,通力合作,才能圓滿完成實習(xí)任務(wù)。指導(dǎo)教師根據(jù)實習(xí)課程及實習(xí)項目實行交叉配合指導(dǎo)。強調(diào)指導(dǎo)老師對學(xué)生的啟發(fā),通過學(xué)生的自身體驗,變被動的“聽”和“記”為主動的“看”和“想”,通過觀察和思維推斷得出結(jié)論,獲得深刻的印象。在野外實習(xí)中,學(xué)生也要根據(jù)自己的觀察,隨時向教師提出感興趣的問題,這些問題可能是單純的某一課程的問題,也可以涉及到植物分類學(xué)、草原管理、土壤學(xué)、昆蟲學(xué),甚至是民俗方面的相關(guān)問題。因此,指導(dǎo)教師不僅應(yīng)有扎實的專業(yè)理論知識,同時還要有很強的野外工作經(jīng)驗和人文社科方面的基本知識。
返回試驗站后,指導(dǎo)老師還要根據(jù)相關(guān)課程的關(guān)聯(lián)性,舉辦“樣地植物群落調(diào)查與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析”、植物(或昆蟲、嚙齒動物、植物病害)標(biāo)本制作與鑒定等內(nèi)容的專題講授,并跟組答疑,指導(dǎo)學(xué)生完成實習(xí)數(shù)據(jù)記錄的整理與報告撰寫。學(xué)生通過閱讀相關(guān)資料,結(jié)合野外實際,對已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)資料進行合理推斷與分析,將不同課程的知識有機地聯(lián)系起來,使知識得以鞏固和系統(tǒng)化。指導(dǎo)老師還要利用空閑或雨天等時間,組織相關(guān)老師從不同課程交叉的角度及學(xué)生感興趣的內(nèi)容,設(shè)計講授如藏區(qū)草原文化專題,組織學(xué)跳藏族舞等感受草原民族風(fēng)情的趣味活動等,提高學(xué)生的人文素養(yǎng)[23]。
按學(xué)分制的要求,學(xué)生的實習(xí)成績?nèi)园磦鹘y(tǒng)的課程模式進行考核管理。課程的考核成績由個性化實習(xí)面試考查、實習(xí)報告成績和實習(xí)表現(xiàn)成績3 部分(不同課程老師選擇6∶ 2∶ 2 或7∶ 2∶ 1)構(gòu)成實習(xí)課程的鑒定成績(優(yōu)、良、中與不合格)。但綜合實習(xí)的相關(guān)課程涉及多名指導(dǎo)老師,均不同程度參與實習(xí)表現(xiàn)、面試等個性化考試的考核,指導(dǎo)老師都要將綜合型實習(xí)項目的完成情況作為成績評定(實習(xí)報告)的重要方面,確定學(xué)生的實習(xí)成績。
甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)在目前的草業(yè)科學(xué)實踐教學(xué)體系中,推行綜合野外教學(xué)實習(xí)的實踐與創(chuàng)新探索,獲得了以下幾方面的顯著效果:在豐富實習(xí)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)資源配置,提高教學(xué)實習(xí)效率,促進理論知識與生產(chǎn)實踐的有機結(jié)合方面發(fā)揮了重要作用;對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的系統(tǒng)能力和創(chuàng)新意識也有積極意義;還在加強廣泛交流、培養(yǎng)良好的師生關(guān)系、提升教師的綜合指導(dǎo)能力方面發(fā)揮著良性作用。今后,綜合教學(xué)實習(xí)依托穩(wěn)定的野外教學(xué)實習(xí)基地,在教學(xué)過程中進一步完善綜合性實習(xí)內(nèi)容,不斷優(yōu)化綜合野外教學(xué)實習(xí)模式,為實現(xiàn)具備生態(tài)和人文視野的草業(yè)科學(xué)專業(yè)“復(fù)合型”人才的培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)揮應(yīng)有的作用。
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