資源簡介

《控制系統(tǒng)的工作過程與方式》教學(xué)設(shè)計(jì)
專題 《自動(dòng)調(diào)光臺(tái)燈的設(shè)計(jì)與制作》專題2 控制系統(tǒng)的工作過程與方式 課型 實(shí)踐演練+理論提升課
學(xué)科核心素養(yǎng)體現(xiàn) 《自動(dòng)調(diào)光臺(tái)燈的設(shè)計(jì)與制作》項(xiàng)目重點(diǎn)體現(xiàn)了學(xué)科核心素養(yǎng)中的技術(shù)意識(shí)和物化能力，對(duì)圖樣表達(dá)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和工程思維也有涉及； 技術(shù)意識(shí)：是從技術(shù)的角度認(rèn)識(shí)問題、分析、解決生活中常見的控制系統(tǒng)相關(guān)問題； 物化能力：運(yùn)用常見的材料和工具、工藝把方案轉(zhuǎn)化為有形的物品，具體來說就是下料和組裝，其中涉及到了選擇、使用、電路設(shè)計(jì)、焊接和組合連接的能力；圖樣表達(dá)：把方案草圖轉(zhuǎn)變?yōu)橄铝蠄D；創(chuàng)新設(shè)計(jì)：具備基本的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，在吸收別人優(yōu)點(diǎn)后進(jìn)行簡單的改進(jìn)設(shè)計(jì)與制作；工程思維：能設(shè)計(jì)出合理的控制系統(tǒng)，綜合比較、權(quán)衡方案、材料、工具、結(jié)構(gòu)等的選擇和使用。
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.合作完成光控?zé)舻慕M裝，熟悉簡單控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程；2.學(xué)會(huì)用方框圖分析、描述控制系統(tǒng)，初步了解開閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別；3.感受技術(shù)與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)技術(shù)學(xué)習(xí)的熱情。
教學(xué)重點(diǎn) 1.重點(diǎn)：分析理解開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程2.難點(diǎn)：用方框圖分析、描述開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)例的組成和工作過程
教學(xué)策略 建構(gòu)主義布魯納認(rèn)為，學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡單地傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過程。學(xué)生不是被動(dòng)的知識(shí)接受者，而是積極的信息加工者。因此在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)開環(huán)控制與閉環(huán)控制的過程中，教師要強(qiáng)調(diào)技術(shù)課學(xué)習(xí)的需要、愿望、興趣與技術(shù)學(xué)習(xí)的材料的內(nèi)在聯(lián)系，建立開放的課堂氣氛，教師作為學(xué)習(xí)的參與者參加學(xué)習(xí)的活動(dòng)。本課教學(xué)中，多采用問題解決這一學(xué)習(xí)活動(dòng)為主線，通過激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力和自我提高內(nèi)驅(qū)力，以引導(dǎo)學(xué)生有計(jì)劃地達(dá)到解決問題的目的。建立新、舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系，逐步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框圖的理解和應(yīng)用能力。創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生分析生活中的開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框。設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一般意義上的歸納總結(jié)。動(dòng)手試驗(yàn)，體會(huì)開環(huán)控制系統(tǒng)輸入與輸出的關(guān)系。
教材分析 為落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，根據(jù)課程課標(biāo)的基本要求，著力發(fā)展學(xué)生技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用為基礎(chǔ)的技術(shù)實(shí)踐能力,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神的方針指導(dǎo)下，結(jié)合教學(xué)實(shí)際和學(xué)生學(xué)習(xí)、學(xué)段特點(diǎn)，對(duì)第四章控制與設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)與能力點(diǎn)與物理等其他學(xué)科進(jìn)行了有機(jī)整合，開發(fā)了《自動(dòng)調(diào)光臺(tái)燈的設(shè)計(jì)與制作》項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生好奇心，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際生活出發(fā)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)制作一些簡單的控制裝置。從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律角度結(jié)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過程為線索，本項(xiàng)目設(shè)置了四個(gè)專題：專題一 控制與設(shè)計(jì)初識(shí) 1課時(shí)以分析案例，演示等方法引導(dǎo)學(xué)生掌握控制的手段與應(yīng)用相關(guān)概念和原理。專題二 控制系統(tǒng)的工作過程與方式 2課時(shí)通過實(shí)踐體驗(yàn)和案例分析，逐步明確簡單控制系統(tǒng)的工作過程和基本組成，能畫出簡單的控制系統(tǒng)框圖，對(duì)開閉環(huán)系統(tǒng)有簡單了解。專題三 簡單控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 1課時(shí)進(jìn)一步分析探討閉環(huán)系統(tǒng)的特征與基本組成，能進(jìn)行充分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，完成簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案專題四 方案實(shí)現(xiàn)，評(píng)估、測(cè)試及優(yōu)化 2課時(shí)本節(jié)課是該項(xiàng)目專題二的第1課時(shí)，滲透的內(nèi)容是蘇教版《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第四章第二節(jié)《控制系統(tǒng)的工作過程與方式》的有關(guān)內(nèi)容，主要目的是讓學(xué)生在明確控制系統(tǒng)基本構(gòu)成和簡單工作過程的基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐體驗(yàn)和案例分析對(duì)開閉環(huán)有初步的認(rèn)識(shí)。
課標(biāo)分析 了解簡單的被控制對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)方框圖，并形成初步的控制設(shè)計(jì)方案；能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，制作一個(gè)控制裝置。要求學(xué)生分別從理論和實(shí)踐兩個(gè)層面上掌握控制系統(tǒng)的工作過程與方式，并能初步形成控制設(shè)計(jì)的一般思路，從開環(huán)控制裝置的實(shí)施著手，經(jīng)歷從方案設(shè)計(jì)到制作的整個(gè)過程，并進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。
學(xué)情分析 高二的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的電學(xué)、力學(xué)知識(shí)，并具有一定的“流程”與“系統(tǒng)”基礎(chǔ)。學(xué)生的問題分析、探討、小組合作能力、技術(shù)設(shè)計(jì)的思想和方法等綜合能力在不斷提高。本節(jié)課內(nèi)容來源于學(xué)生的實(shí)際生活，綜合了學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，并且在高一所學(xué)的焊接的加工工藝在這里得到實(shí)際應(yīng)用，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)控制及其設(shè)計(jì)的興趣，引起他們的重視，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，初步掌握控制及其設(shè)計(jì)的思想和方法。第一步動(dòng)手實(shí)踐自己焊接光控開關(guān)，親身體驗(yàn)控制系統(tǒng)的工作過程，能合作完成光控?zé)舻目刂葡到y(tǒng)框圖，明確各環(huán)節(jié)的作用；第二歩通過體驗(yàn)不同類型小車的控制過程，對(duì)比分析、初步明確開環(huán)控制和閉環(huán)控制的特征與區(qū)別，能畫出控制框圖。在實(shí)踐體驗(yàn)中經(jīng)歷反復(fù)論證和試驗(yàn)，激發(fā)探究科學(xué)技術(shù)的欲望，獲得成功或失敗的體驗(yàn)，分享成功的快樂，養(yǎng)成敢于創(chuàng)新、積極進(jìn)取的精神和解決實(shí)際問題的能力。
教學(xué)準(zhǔn)備 教學(xué)環(huán)境：多媒體平臺(tái)、黑板。材料：光控感應(yīng)開關(guān)套件，演示模型，導(dǎo)學(xué)文本材料，課件等；工具：電絡(luò)鐵、電絡(luò)鐵架、吸錫器、松香、焊錫絲、尖嘴鉗、斜口鉗等工具，插排；教師準(zhǔn)備：在項(xiàng)目活動(dòng)開始時(shí)，根據(jù)學(xué)生情況分組；課前對(duì)每個(gè)組組長進(jìn)行識(shí)讀電路圖、焊接操作的基本方法培訓(xùn)，以便實(shí)施時(shí)給予學(xué)生及時(shí)指導(dǎo)。
板書提綱 2 控制系統(tǒng)的工作過程與方式
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
教學(xué)過程設(shè)計(jì) 課前：1.教師課前準(zhǔn)備好本節(jié)課需要的工具、材料、導(dǎo)學(xué)材料、按組下發(fā)到固定區(qū)域。2.培訓(xùn)階段預(yù)設(shè)問題，基本的工具使用，參與技術(shù)活動(dòng)的行為規(guī)范。一、創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課先讓學(xué)生觀察幾種控制事例：事例一：皮影表演（視頻） 事例二：自動(dòng)門（視頻）事例三：汽車自動(dòng)生產(chǎn)流水線（視頻） 通過身邊的控制現(xiàn)象展示，了解無處不在的控制現(xiàn)象，神奇而有規(guī)律，在回顧上節(jié)課控制的手段與應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上從而引出本節(jié)課內(nèi)容。 解讀常見控制現(xiàn)象，可以追問學(xué)生知道身邊的哪些控制現(xiàn)象呢？再此點(diǎn)明控制的作用和含義。鼓勵(lì)學(xué)生展示 清點(diǎn)工具，小組長做好記錄；明確上課要求，積極思考，挖掘生活中自己熟知的控制現(xiàn)象，大膽表達(dá)自己的想法。 從以上事例的引入，學(xué)生自主的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)控制的意義，感受控制的魅力，正是要引導(dǎo)學(xué)生，從技術(shù)的角度、用控制的思維看周圍的存在，分析其道理。而且能喚醒學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生有親切感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
教學(xué)過程設(shè)計(jì) 二、解讀學(xué)習(xí)目標(biāo) 實(shí)例探究 解讀學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確本節(jié)任務(wù) 常見臺(tái)燈實(shí)物操作演示，讓學(xué)生明確簡單控制系統(tǒng)的工作過程。師生歸納、抽象以上活動(dòng)的特征： 一個(gè)輸入信號(hào)（如手拔開關(guān)）對(duì)應(yīng)著一個(gè)輸出信號(hào)（如燈亮或不亮） 引出動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容，意圖在于通過動(dòng)手實(shí)踐讓學(xué)生真實(shí)的了解光控?zé)舻墓ぷ鬟^程并熟悉簡單控制系統(tǒng)的基本組成。 三、光控?zé)魳永故?明確活動(dòng)要求 教師演示光控?zé)糇髌?，解釋其控制過程，光控?zé)舻慕M成部分。 此處對(duì)比分析常見照明燈與光控?zé)舻膮^(qū)別，明確光控?zé)舻淖畲髢?yōu)勢(shì)在于節(jié)能環(huán)保。 通過課件向大家介紹光控開關(guān)用到的元器件，重點(diǎn)演示焊接操作規(guī)范流程以及操作注意事項(xiàng)。強(qiáng)調(diào)安全無小事。同學(xué)們不明確的操作事項(xiàng)可以隨時(shí)參考導(dǎo)學(xué)材料上的操作指導(dǎo)。 帶領(lǐng)學(xué)生從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，從實(shí)例分析入手，歸納出對(duì)控制系統(tǒng)的一般認(rèn)識(shí)，通過教師講解或?qū)W生參考導(dǎo)學(xué)材料明確光控開關(guān)的工作原理是：利用光敏電阻器和三極管的特性組成光控電路。在白天陽光（或夜間燈光）的照射下，光敏電阻器呈低電阻值，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，燈泡不亮。在夜間無光時(shí)，光敏電阻器呈高電阻值，三極管導(dǎo)通，燈泡會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮。 學(xué)生認(rèn)真觀察教師實(shí)驗(yàn)展示，明確下一步要解決的問題。認(rèn)真看、聽，在視頻中學(xué)習(xí)焊接必備的加工方法，具體操作時(shí)用好導(dǎo)學(xué)材料。小組提前做好分工，人人有事做，事事做規(guī)范。 強(qiáng)化目標(biāo)引領(lǐng)和達(dá)成意識(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生從他們喜聞樂見、容易接受的簡單控制事例的工作過程的分析出發(fā)，有助于學(xué)生運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)解釋相關(guān)問題，鞏固所學(xué)內(nèi)容，發(fā)展學(xué)生良好的思維品質(zhì)。此處充分發(fā)揮了通用技術(shù)課來源于生活，又服務(wù)與生活的特點(diǎn)，使課堂生動(dòng)活潑，更容易讓學(xué)生接受。強(qiáng)化提前計(jì)劃、準(zhǔn)備的習(xí)慣和意識(shí)通過師生的交流，形成教育的合力，讓每一個(gè)學(xué)生的想法和愿望得到最大程度的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)節(jié)能環(huán)保意識(shí)對(duì)人類生存的可持續(xù)發(fā)展的重要性。
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
教學(xué)過程設(shè)計(jì) 四、動(dòng)手實(shí)踐 展示交流任務(wù)一 通過焊接、組裝光控?zé)籼准?shí)現(xiàn)燈的自動(dòng)控制。任務(wù)二 分析光控?zé)粝到y(tǒng)的基本組成和工作過程。分析各環(huán)節(jié)的作用，嘗試畫出系統(tǒng)控制框圖。。 小組長根據(jù)組員情況進(jìn)行合理分工，分工合作完成兩個(gè)任務(wù)。學(xué)生展示光控?zé)艚M裝成果和光控?zé)艨刂葡到y(tǒng)框圖。 通過動(dòng)手制作，親身體驗(yàn)，教師和學(xué)生共同分析出簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程讓學(xué)生理解控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、輸入和輸出這些概念，并歸納控制系統(tǒng)的概念和特征。為下一步的學(xué)習(xí)做好鋪墊。五、對(duì)比分析，知識(shí)拓展 從開環(huán)控制的光控?zé)舻墓ぷ鬟^程引出自動(dòng)的可調(diào)光臺(tái)燈，和學(xué)生共同分析自動(dòng)調(diào)光臺(tái)燈的工作過程，教師引導(dǎo)學(xué)生明確閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程，形成對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的淺顯認(rèn)識(shí)。 教師巡視關(guān)注每個(gè)學(xué)生的參與情況，給予及時(shí)的指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)安全，規(guī)范使用工具。強(qiáng)調(diào)分工合作的重要性，小組長隨時(shí)關(guān)注組員的活動(dòng)情況，提高效率，手腦結(jié)合。教師指導(dǎo)：實(shí)物搭建時(shí)首先電路布局，元器件插接要準(zhǔn)確； 2.焊接時(shí)規(guī)范操作，要避免人為原因?qū)е陆M裝失敗。教師巡視提示學(xué)生兩個(gè)任務(wù)兼顧，光控?zé)艨刂瓶驁D的繪制填寫在導(dǎo)學(xué)材料相應(yīng)位置。以引導(dǎo)為主，循序漸漸的讓學(xué)生對(duì)身邊常見的現(xiàn)象形成新的認(rèn)識(shí)，給學(xué)生消化吸收的時(shí)間和過程。 先練習(xí)焊接的基本操作，再去焊接光控開關(guān)。小組長分層安排任務(wù)：有焊接基礎(chǔ)的研究電路，組裝元器件進(jìn)行焊接；沒有基礎(chǔ)的，進(jìn)行焊接練習(xí)。在組裝完成后共同分析光控?zé)舻墓ぷ鬟^程，和系統(tǒng)框圖的基本組成和能通過合作分析完成光控?zé)艨驁D的繪制。學(xué)生根據(jù)教師的分析對(duì)比開環(huán)系統(tǒng)的組成部分明確閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征 強(qiáng)化規(guī)范和準(zhǔn)備意識(shí)，形成常態(tài)讓學(xué)生觀察控制效果，不斷驗(yàn)證和總結(jié)方法。具備基礎(chǔ)的技術(shù)實(shí)踐能力。強(qiáng)化交流和改進(jìn)意識(shí)，提高對(duì)控制現(xiàn)象的分析總結(jié)能力，具備初步的控制設(shè)計(jì)思維和方案的比較權(quán)衡能力。開環(huán)控制相對(duì)簡單，大部分同學(xué)都能自主分析出工作過程，明確基本組成，但對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的工作過程沒用實(shí)際的理解經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知新事物。
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
教學(xué)過程設(shè)計(jì) 六、教師演示，鞏固提升 學(xué)生通過上個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)比分析對(duì)開閉環(huán)有了初步認(rèn)識(shí)，教師在本環(huán)節(jié)中演示：1.直線行駛小車行駛過程2.巡線小車行駛過程 教師邊演示邊說明小車的工作過程及原理，學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)和觀察到的實(shí)際現(xiàn)象完成兩類小車的控制系統(tǒng)框圖并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與展示交流。七、總結(jié)提升，拓展延伸 1.師生總結(jié)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別：工作原理的對(duì)比：開環(huán)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響閉環(huán)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制系統(tǒng)過程產(chǎn)生影響工作過程的區(qū)別：閉環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)多了比較環(huán)節(jié)和檢測(cè)裝置2.下節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容提示 重點(diǎn)分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程與組成部分，為后期的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施做好理論和實(shí)踐的準(zhǔn)備。3.小組評(píng)價(jià)對(duì)小組活動(dòng)情況進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià) 鼓勵(lì)學(xué)生多思考，參考導(dǎo)學(xué)材料，進(jìn)行組內(nèi)討論交流共同完成兩類小車的控制系統(tǒng)框圖教師結(jié)合課件進(jìn)行總結(jié)分析 學(xué)生自主總結(jié)分析出開閉環(huán)的區(qū)別學(xué)生認(rèn)知傾聽，并思考 通過展示交流提高語言概括與中心詞提煉能力培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)組織、合作能力和根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成目標(biāo)的意識(shí)讓學(xué)生通過嘗試，不斷觀察和總結(jié)。通過本節(jié)的案例分析實(shí)踐操作等鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注環(huán)保和節(jié)能，樹立正確健康的生活態(tài)度，感受控制技術(shù)的魅力和勞動(dòng)人民的智慧，養(yǎng)成勤于動(dòng)手、了與實(shí)踐的好習(xí)慣。
附件1：材料清單
通用技術(shù)上課工具材料清單
節(jié)次： 班級(jí)： 小組： 小組長：
名稱 數(shù)量 名稱 數(shù)量
電烙鐵 2把 光控開關(guān)套件 2套
電烙鐵架 2個(gè) LED燈 1個(gè)
電池盒 1個(gè) 杜邦線 1對(duì)
使用情況記錄
備注
附件2：試驗(yàn)記錄表：
濰坊實(shí)驗(yàn)中學(xué) 編號(hào)：RZ/QR—DJ—7.14
質(zhì)量記錄 通用技術(shù)試驗(yàn)記錄表 第 頁 共 頁
班級(jí)組別成員試驗(yàn)名稱光控?zé)艉附釉囼?yàn)類型焊接試驗(yàn)時(shí)間 年 月 日 星期 第 節(jié)課試驗(yàn)地點(diǎn)通用設(shè)計(jì)室1試驗(yàn)所需儀器、器材、的規(guī)格和數(shù)量（按每套試驗(yàn)記）工具數(shù)量工具數(shù)量電烙鐵2光控開關(guān)套件2電烙鐵架2LED燈2電池盒1杜邦線2對(duì)5號(hào)電池2焊錫絲1卷鉗子2小組成員分工職責(zé)姓名組長協(xié)調(diào)控制本組人員的工作并上交實(shí)驗(yàn)記錄表及作品安全負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)本組人員的安全工作領(lǐng)用器材人員向老師領(lǐng)取試驗(yàn)工具歸還器材人員清點(diǎn)整理試驗(yàn)工具并歸還老師記錄員記錄試驗(yàn)操作過程及出現(xiàn)的問題等過程記錄 試驗(yàn)過程記 錄學(xué)生自我評(píng)價(jià)存在的問題組長總結(jié)教師評(píng)價(jià)任課教師趙智超
小組評(píng)價(jià)
組別 合作 展示 操作
1
2
3
4
5
6
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
合作完成光控?zé)舻慕M裝，熟悉簡單控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程；
學(xué)會(huì)用方框圖分析、描述控制系統(tǒng)，初步了解開閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別；
3.感受技術(shù)與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)技術(shù)學(xué)習(xí)的熱情
控制系統(tǒng)組成
控制系統(tǒng)框圖
開環(huán)
閉環(huán)
調(diào)整
第1頁 共9頁
第7頁 共7頁

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