2024-2025學(xué)年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 4 單擺教學(xué)實(shí)錄3 新人教版選修3-4_第1頁(yè)
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2024-2025學(xué)年高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)4單擺教學(xué)實(shí)錄3新人教版選修3-4學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容:本節(jié)課主要教授單擺的基本原理、周期公式及其應(yīng)用,包括單擺的周期、擺長(zhǎng)、重力加速度等因素對(duì)周期的影響。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系:本節(jié)課與學(xué)生在初中階段所學(xué)的自由落體運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)等知識(shí)相關(guān)聯(lián),通過引入單擺這一新的物理模型,幫助學(xué)生理解周期性運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),為后續(xù)學(xué)習(xí)振動(dòng)和波打下基礎(chǔ)。教材內(nèi)容涉及新人教版選修3-4第十一章機(jī)械振動(dòng)中的單擺部分。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、數(shù)學(xué)建模能力和科學(xué)思維能力。通過單擺實(shí)驗(yàn),學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)探究方法,觀察和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從而建立周期公式,提升數(shù)學(xué)建模能力。同時(shí),學(xué)生將通過分析單擺運(yùn)動(dòng),理解物理規(guī)律,鍛煉科學(xué)思維能力,學(xué)會(huì)從實(shí)際現(xiàn)象中提煉出物理模型。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn):

-理解單擺的周期公式:T=2π√(L/g),其中T為周期,L為擺長(zhǎng),g為重力加速度。

-掌握單擺周期與擺長(zhǎng)、重力加速度的關(guān)系,能夠通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證周期公式。

-應(yīng)用周期公式解決實(shí)際問題,如計(jì)算特定擺長(zhǎng)下的周期或確定擺長(zhǎng)。

2.教學(xué)難點(diǎn):

-單擺運(yùn)動(dòng)中的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)理解:學(xué)生需要理解單擺在小角度擺動(dòng)時(shí)近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),以及為什么小角度近似是合理的。

-周期公式推導(dǎo):學(xué)生可能難以理解周期公式的推導(dǎo)過程,特別是如何從擺動(dòng)角度和重力分量推導(dǎo)出周期公式。

-實(shí)驗(yàn)誤差分析:學(xué)生在進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)時(shí),可能會(huì)遇到測(cè)量誤差,需要學(xué)會(huì)如何分析誤差來(lái)源并減小誤差。

-實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜性:在非理想條件下,如空氣阻力、擺線質(zhì)量等,單擺的周期會(huì)受到影響,學(xué)生需要理解這些因素對(duì)周期的影響。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法:

1.講授法:用于介紹單擺的基本概念和周期公式,確保學(xué)生掌握核心理論知識(shí)。

2.實(shí)驗(yàn)法:通過單擺實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手,觀察和記錄數(shù)據(jù),加深對(duì)周期公式的理解。

3.討論法:引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和誤差分析,培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力。

教學(xué)手段:

1.多媒體展示:利用PPT展示單擺的動(dòng)畫和實(shí)驗(yàn)視頻,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的理解。

2.互動(dòng)軟件:使用物理仿真軟件模擬單擺運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生直觀地看到周期公式如何應(yīng)用。

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄:使用電子數(shù)據(jù)采集器記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)處理的效率和準(zhǔn)確性。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng):

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù):通過在線平臺(tái)或班級(jí)微信群,發(fā)布預(yù)習(xí)資料(如PPT、視頻、文檔等),明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題:圍繞“單擺的周期公式及其應(yīng)用”,設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題,如“如何測(cè)量單擺的周期?”“單擺周期與擺長(zhǎng)、重力加速度的關(guān)系是什么?”

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度:利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋,監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度,確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng):

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料:按照預(yù)習(xí)要求,自主閱讀預(yù)習(xí)資料,理解單擺的周期公式和影響因素。

-思考預(yù)習(xí)問題:針對(duì)預(yù)習(xí)問題,進(jìn)行獨(dú)立思考,記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果:將預(yù)習(xí)成果(如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等)提交至平臺(tái)或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源:

-自主學(xué)習(xí)法:引導(dǎo)學(xué)生自主思考,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段:利用在線平臺(tái)、微信群等,實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的:

-幫助學(xué)生提前了解單擺的周期公式及其應(yīng)用,為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng):

-導(dǎo)入新課:通過視頻展示單擺實(shí)驗(yàn),引出單擺的周期公式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn):詳細(xì)講解單擺的周期公式T=2π√(L/g),并結(jié)合實(shí)際例子解釋公式中的各個(gè)變量。

-組織課堂活動(dòng):設(shè)計(jì)小組實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生測(cè)量不同擺長(zhǎng)的單擺周期,驗(yàn)證周期公式。

-解答疑問:針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng):

-聽講并思考:認(rèn)真聽講,積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動(dòng):積極參與小組實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-提問與討論:針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的疑問或理論上的困惑,勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源:

-講授法:通過詳細(xì)講解,幫助學(xué)生理解單擺的周期公式。

-實(shí)驗(yàn)活動(dòng)法:設(shè)計(jì)小組實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握單擺周期測(cè)量的技能。

-合作學(xué)習(xí)法:通過小組討論等活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的:

-幫助學(xué)生深入理解單擺的周期公式,掌握周期測(cè)量的技能。

-通過實(shí)踐活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng):

-布置作業(yè):布置與單擺周期相關(guān)的計(jì)算題和思考題,鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源:提供與單擺運(yùn)動(dòng)相關(guān)的拓展閱讀材料,如科學(xué)雜志文章或科普書籍。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況:及時(shí)批改作業(yè),給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng):

-完成作業(yè):認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè),鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí):利用老師提供的拓展資源,進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié):對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié),提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源:

-自主學(xué)習(xí)法:引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法:引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的:

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的單擺周期公式和測(cè)量技能。

-通過拓展學(xué)習(xí),拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式。

-通過反思總結(jié),幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議,促進(jìn)自我提升。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1.理解單擺的周期公式及其應(yīng)用

-學(xué)生能夠熟練掌握單擺的周期公式T=2π√(L/g),并理解公式中各個(gè)變量的物理意義。

-學(xué)生能夠應(yīng)用周期公式解決實(shí)際問題,如計(jì)算特定擺長(zhǎng)下的周期或確定擺長(zhǎng)。

-學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證周期公式,理解實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源和減小誤差的方法。

2.掌握單擺實(shí)驗(yàn)的基本操作和數(shù)據(jù)處理

-學(xué)生能夠熟練進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn),包括搭建實(shí)驗(yàn)裝置、測(cè)量擺長(zhǎng)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。

-學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)探究方法,觀察和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論。

-學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)工具,如計(jì)算器、Excel等,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

3.培養(yǎng)科學(xué)思維和問題解決能力

-學(xué)生能夠從實(shí)際現(xiàn)象中提煉出物理模型,如將單擺運(yùn)動(dòng)近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

-學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)思維,分析實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源,并提出改進(jìn)措施。

-學(xué)生能夠運(yùn)用問題解決能力,解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,如如何減小空氣阻力的影響。

4.提高團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力

-學(xué)生在小組實(shí)驗(yàn)中能夠分工合作,共同完成任務(wù)。

-學(xué)生能夠與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行有效溝通,分享實(shí)驗(yàn)心得和經(jīng)驗(yàn)。

-學(xué)生能夠?qū)W會(huì)傾聽他人的觀點(diǎn),尊重他人的意見,形成共識(shí)。

5.增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力

-學(xué)生能夠自主閱讀預(yù)習(xí)資料,理解單擺的周期公式和影響因素。

-學(xué)生能夠針對(duì)預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考,記錄自己的理解和疑問。

-學(xué)生能夠?qū)㈩A(yù)習(xí)成果(如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等)提交至平臺(tái)或老師處,展示自己的學(xué)習(xí)成果。

6.拓寬知識(shí)視野和思維方式

-學(xué)生能夠通過拓展學(xué)習(xí),了解與單擺運(yùn)動(dòng)相關(guān)的其他物理現(xiàn)象,如振動(dòng)和波。

-學(xué)生能夠?qū)螖[運(yùn)動(dòng)與其他物理知識(shí)相結(jié)合,如自由落體運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)等。

-學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí),解釋生活中的現(xiàn)象,如鐘擺的擺動(dòng)、擺鐘的走時(shí)等。

7.培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)

-學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)探究,體驗(yàn)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)新性。

-學(xué)生能夠?qū)W會(huì)提出問題、分析問題、解決問題的科學(xué)方法。

-學(xué)生能夠積極參與科學(xué)活動(dòng),關(guān)注科學(xué)前沿,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。課后拓展1.拓展內(nèi)容:

-閱讀材料:《物理世界的和諧之美:?jiǎn)螖[與振動(dòng)》

這篇閱讀材料深入探討了單擺的物理原理及其在自然界和工程中的應(yīng)用,包括鐘擺計(jì)時(shí)器、擺鐘的準(zhǔn)確性以及單擺作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)工具的歷史。

-視頻資源:《單擺的物理原理與實(shí)驗(yàn)演示》

該視頻詳細(xì)展示了單擺實(shí)驗(yàn)的過程,包括擺長(zhǎng)、重力加速度對(duì)周期的影響,以及如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證周期公式。

2.拓展要求:

-學(xué)生在課后閱讀上述材料,并觀看相關(guān)視頻,以加深對(duì)單擺周期公式的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生思考單擺運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,如鐘表設(shè)計(jì)、地震預(yù)警系統(tǒng)等。

-要求學(xué)生撰寫一篇短文,總結(jié)單擺運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其在科學(xué)研究和日常生活中的重要性。

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的單擺實(shí)驗(yàn),并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析誤差來(lái)源。

-對(duì)于有進(jìn)一步興趣的學(xué)生,可以探討單擺運(yùn)動(dòng)在不同重力環(huán)境下的變化,如地球兩極、月球表面等。

-教師可以組織一個(gè)小組討論,讓學(xué)生分享自己的拓展學(xué)習(xí)成果,促進(jìn)交流與合作。

-教師將提供必要的指導(dǎo),如解答學(xué)生在拓展學(xué)習(xí)過程中遇到的疑問,推薦相關(guān)的科學(xué)書籍或在線課程。

-學(xué)生應(yīng)在拓展學(xué)習(xí)結(jié)束后,提交一份學(xué)習(xí)報(bào)告,包括學(xué)習(xí)心得、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和討論總結(jié)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①單擺的基本概念:

-單擺的定義:一個(gè)不計(jì)質(zhì)量、長(zhǎng)度恒定的輕質(zhì)線,一端固定,另一端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球構(gòu)成的系統(tǒng)。

-單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng):在小角度擺動(dòng)時(shí),單擺的運(yùn)動(dòng)可以近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

②單擺的周期公式:

-周期公式:T=2π√(L/g),其中T為周期,L為擺長(zhǎng),g為重力加速度。

-周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系:周期T與擺長(zhǎng)L成正比。

-周期與重力加速度的關(guān)系:周期T與重力加速度g的平方根成反比。

③單擺實(shí)驗(yàn)與誤差分析:

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證單擺周期公式,分析實(shí)驗(yàn)誤差。

-實(shí)驗(yàn)步驟:搭建實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量擺長(zhǎng),記錄不同擺角下的周期,計(jì)算平均值。

-誤差來(lái)源:空氣阻力、擺線質(zhì)量、測(cè)量工具的精度等。

-誤差減小方法:增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)、改進(jìn)測(cè)量工具、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法等。課堂1.課堂評(píng)價(jià):

-提問環(huán)節(jié):通過提問,了解學(xué)生對(duì)單擺周期公式的理解程度,以及他們對(duì)公式的應(yīng)用能力。例如,提問學(xué)生:“如果擺長(zhǎng)增加到原來(lái)的兩倍,周期會(huì)發(fā)生怎樣的變化?”以此來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的掌握。

-觀察環(huán)節(jié):在實(shí)驗(yàn)操作過程中,觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和團(tuán)隊(duì)合作情況。例如,觀察學(xué)生在測(cè)量擺長(zhǎng)、記錄數(shù)據(jù)、分析結(jié)果時(shí)的操作是否規(guī)范,以及小組討論是否積極有效。

-小組討論評(píng)價(jià):評(píng)估學(xué)生在小組討論中的參與度和貢獻(xiàn)。例如,評(píng)價(jià)學(xué)生在討論中是否能夠提出有見地的觀點(diǎn),是否能夠傾聽他人意見并尊重不同的看法。

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià):檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,評(píng)估其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果分析、結(jié)論撰寫等方面的能力。例如,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否清晰、邏輯是否嚴(yán)密、結(jié)論是否合理。

-課堂測(cè)試:通過課堂小測(cè)驗(yàn),檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)單擺周期公式及其應(yīng)用的理解。例如,出一些選擇題和簡(jiǎn)答題,考察學(xué)生對(duì)公式推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)步驟、誤差分析等知識(shí)的掌握情況。

2.課堂互動(dòng)評(píng)價(jià):

-鼓勵(lì)學(xué)生提問:鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極提問,對(duì)于提出的問題給予及時(shí)解答,以激發(fā)學(xué)生的思考。

-課堂參與度:記錄學(xué)生的課堂參與度,包括發(fā)言次數(shù)、提問頻率、小組討論的活躍度等。

-課堂反饋:在課堂結(jié)束時(shí),通過簡(jiǎn)短的反饋環(huán)節(jié),讓學(xué)生表達(dá)對(duì)課程的看法和建議,以便教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和改進(jìn)教學(xué)。

3.作業(yè)評(píng)價(jià):

-作業(yè)批改:對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改,包括計(jì)算題、應(yīng)用題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

-作業(yè)點(diǎn)評(píng):在批改作業(yè)時(shí),不僅指出錯(cuò)誤,還要對(duì)學(xué)生的解題思路和方法進(jìn)行點(diǎn)評(píng),鼓勵(lì)學(xué)生思考。

-及時(shí)反饋:將批改結(jié)果及時(shí)反饋給學(xué)生,對(duì)于作業(yè)中的亮點(diǎn)給予肯定,對(duì)于錯(cuò)誤和不足之處給予具體指導(dǎo)。

-作業(yè)討論:組織作業(yè)討論會(huì),讓學(xué)生分享作業(yè)中的問題和心得,促進(jìn)共同學(xué)習(xí)。

-作業(yè)改進(jìn):鼓勵(lì)學(xué)生在收到反饋后,對(duì)作業(yè)進(jìn)行改進(jìn),提高作業(yè)質(zhì)量。

4.評(píng)價(jià)反饋與改進(jìn):

-教師應(yīng)根據(jù)課堂評(píng)價(jià)和作業(yè)評(píng)價(jià)的結(jié)果,及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)講解。

-通過定期的學(xué)生反饋,了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的接受程度和學(xué)習(xí)需求,不斷優(yōu)化教學(xué)方法和手段。

-教師應(yīng)記錄學(xué)生的進(jìn)步和成長(zhǎng),并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施(一)教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué):在單擺的教學(xué)中,我們可以嘗試采用互動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中更加主動(dòng)地參與進(jìn)來(lái),通過親自動(dòng)手操作,更好地理解單擺的周期公式及其應(yīng)用。

2.案例分析法:結(jié)合實(shí)際案例,如鐘擺計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)、地震預(yù)警系統(tǒng)中的單擺應(yīng)用等,讓學(xué)生在案例中學(xué)習(xí)物理知識(shí),提高學(xué)習(xí)的實(shí)用性和趣味性。

反思改進(jìn)措施(二)存在主要問題

1.學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解不夠深入:在講解單擺周期公式時(shí),部分學(xué)生可能對(duì)公式背后的物理意義理解不夠,需要通過更直觀的方式加強(qiáng)教學(xué)。

2.實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性不足:在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,部分學(xué)生在操作過程中存在不規(guī)范現(xiàn)象,如數(shù)據(jù)記錄不準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)步驟不熟悉等,需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。

3.評(píng)價(jià)方式單一:目前主要依靠作業(yè)和測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程和能力的全面評(píng)價(jià)。

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