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《实践 设计安全用电科普活动+单元章末练习》
教学设计
课题 实践 设计安全用电科普活动+单元章末练习 单元 16 学科 物理 年级 九
教材分析 本节内容是“第十六章 探究电路”中的跨学科实践活动,以“设计安全用电科普活动”为核心任务,将物理知识与生活实际、社会安全责任深度融合。教材通过真实情境引出问题,引导学生从家庭电路安全出发,结合触电原理、接地机制、短路危害等核心知识点,开展调研、模拟实验与宣传策划。该内容不仅是对前序电学知识的综合应用,更是培养学生科学态度、社会责任和实践创新能力的重要载体,体现了新课标中“科学态度与责任”的核心素养要求。
2022新课标要求 知道安全用电常识能分析触电原因,掌握“不接触低压带电体,不靠近高压带电体”原则及急救,通过“湿手碰开关”“待机不拔插头”等场景,明确危险行为及后果。用模拟人练“绝缘物挑电线—查呼吸—急救”流程,用模型学灭火器使用。识别生活中的用电隐患,用跨学科知识解释安全问题。 树立自我保护意识,认识安全用电的家庭与社会价值。
学习目标与核心素养 1.物理观念(1)了解家庭电路构成和连接情况,了解触电事故和电气火灾原因,知道安全用电常识;(2)从跨学科视角归类分析事故产生的原因,总结生活用电的常见误区,进而设计安全用电的社区科普活动;(3)能将安全用电知识应用于生活实际,有安全防范意识,有进行科学普及的主动性和责任感。2.科学思维能根据调研的事故案例,推导 “事故原因→预防措施” 的逻辑链,提升 “现象 - 本质 - 解决方案” 的推理能力。3.科学探究(1)能独立完成 “网络与生活调研”:通过权威网络、社区走访收集家庭触电和电气火灾典型事例,归类分析事故原因,总结用电误区。(2)能合作完成 “模拟实验探究”探究预防措施及电气火灾扑灭注意事项,确保实验安全。(3)能设计 “社区科普宣讲活动”4.科学态度与责任(1)认识触电事故和电气火灾的危害性,树立 “安全用电、规范用电” 的意识,能主动向家人或社区居民普及安全用电常识。(2)体会跨学科知识在解决实际问题中的价值,培养 “严谨实验、科学论证” 的态度(如模拟实验需基于充分论证,杜绝意外)。(3)结合智能家居技术设计安全预警系统,激发创新思维,培养关注科技发展与生活安全的责任感。
学情分析 九年级学生已掌握基本电路组成、电流电压关系及家庭电路结构,具备一定的实验操作能力和逻辑思维能力。他们对生活中常见的电器使用有一定经验,但对触电原理、接地保护机制缺乏系统理解,部分学生存在“湿手拔插头无妨”“断电后可直接修理电器”等错误认知。同时,该年龄段学生好奇心强、表达欲望高,乐于参与团队协作与展示活动,适合开展项目式学习。教学中需通过情境创设、案例剖析与角色扮演等方式,突破抽象概念的理解障碍,并借助小组合作激发其主动探究与社会责任意识。
重点 1.完成 “网络与生活调研”:收集典型事故案例,跨学科分析原因,总结用电误区。2.规范开展 “模拟实验探究”:录制事故视频,探究预防措施及电气火灾扑灭注意事项,确保实验安全。3.设计 “社区科普宣讲活动”:用海报、视频等形式呈现安全用电知识,适配社区居民认知。
难点 1.跨学科整合知识分析事故原因(如结合物理电路原理与化学燃烧条件,解释电气火灾)。2.平衡模拟实验的 “科学性与安全性”:基于充分论证设计实验,避免操作失误引发意外。3.设计适配社区居民的科普内容:既保证知识准确,又通俗易懂
材料准备 “干燥毛巾”“湿毛巾”“塑料尺”多媒体课件、触电模拟装置模型、干燥木棍、绝缘手套、测电笔实物等。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入家庭触电案例视频为提高社区居民的用电安全意识,我们来设计一场与安全用电有关的科普活动。 观看视频,感受事故严重性 体会安全用电的重要性
讲授新课 知识回顾1.造成用电不安全的主要因素是过载、短路和触电。2.家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接接触火线引起的。3.安全用电原则(1)家庭电路的安装应当符合安全用电的要求。(2)要注意不要弄湿用电器;保护好用电器的绝缘体,不裸露电线。对于有金属外壳的家用电器,其外壳要接地。(3)不接触低压带电体,不靠近高压带电体。(4)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换。4.注意事项(1)发现有人触电,不能直接去碰触电的人,应当赶快切断电源,或者用干燥的木棍、竹竿将电线挑开、使触电的人迅速脱离电源。(2)若同时发生火灾,要先切断电源 ,绝不能带电泼水救火。(3)家庭中易燃气体主要有①天然气,主要成分是甲烷,还含有少量乙烷、丁烷等;②液化石油气,主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯;③煤气:主要成分是一氧化碳、氢气和烃类物质。一、活动方案任务一:网络生活调研。通过网络收集、走访等方式调研家庭触电和电气火灾的典型事例,从跨学科视角归类分析事故产生的原因,总结生活用电的常见误区。1.家庭触电典型事例典型事例(1)深圳某工人在未接好地线的情况下操作设备,手部触碰裸露电线后触电身亡。原因:经核查,设备因缺少接地保护,漏电电流无法导入大地,导致电流通过工人的身体形成回路,引起触电事故。为防止类似事故的发生,应确保地线正确连接,定期维护设备,进行安全培训,并安装保护装置。(2)重庆两岁女童将金属钥匙插入插座孔,双手手指因触电严重受损被迫切除;原因:①儿童好奇心强,安全意识薄弱②插座安全防护不足:事发时,家中插座可能为老旧“万能插座”或未安装新国标安全门。③应急处理不及时或不当事故发生后,如未能第一时间切断电源并进行急救,也会导致伤情加重。④家长监护和安全教育不到位家长未能及时发现并制止孩子的危险行为,也未对家中插座采取安全防护措施(如安装插座保护盖、更换新国标插座),未能有效预防事故的发生。2.电气火灾的典型事例(1)某小区住户在厨房用多个插排串联,同时开启电水壶、微波炉、电烤箱,插排因过载发热起火,整面墙被熏黑。原因:选用线路或设备不合理、负载电流量超标、长期超负荷运行,都会引起线路过热,导致火灾(2)浙江金华某出租房内,老旧手机充电器短路后引燃床上被褥,火势迅速蔓延,造成严重财产损失 。原因:①充电器长期插在插座上,未及时拔掉,会持续发热,加速内部器件和绝缘材料的老化,老化的充电器绝缘性能下降,容易发生短路,产生高温和电火花 。②充电器缺乏有效维护和检查③充电器放置位置不当充电器被放置在床头或床上等易燃物附近,短路或过热时极易引燃被褥、枕头等可燃物品,火势蔓延迅速 。④缺乏及时的灭火措施火灾发生时,如未能第一时间切断电源、有效灭火,火势易迅速蔓延,造成重大损失。电器火灾视频3.生活用电常见误区总结 (1) 设备改造与接地误区:为适配插座随意剪断三脚插头的地线,或用两孔插座转接大功率家电,忽视地线的“保命”作用。(2)插排与过载误区:多个插排串联形成“插排树”,同时接入电水壶、烤箱等大功率电器;认为“插排插孔多就可随意插”,无视额定功率限制 。 (3)线路与设备老化误区:电线使用超20年未更换,发现绝缘层开裂、变硬仍继续使用;家电超过使用年限后不报废,忽视老化部件的故障风险。(4)保护装置使用误区:漏电保护器安装后从未按“测试键”检查,失效后未及时更换;潮湿环境(厨房、卫生间)未使用防溅型保护器。(5)操作行为误区:湿手插拔充电器、用湿抹布擦拭通电电器;带电维修家电、更换灯泡,未执行“断闸验电”流程 。(6)产品选择与使用误区:购买价格低廉的劣质充电器、插排等产品;充电器长期空插在插座上,离开时不关闭电器电源 。 (7)儿童防护误区:家中裸露插座未安装保护盖,将金属玩具、钥匙等物品放在儿童可触及处,忽视幼儿好奇心带来的触电风险。任务二:模拟实验探究。用生活中的常见物和实验室器材、录制模拟触电和电气火灾发生过程的视频,探究有效的预防措施和扑灭电气火灾的注意事项。(一)用生活中的常见物品和实验室器材,模拟触电实验设计1.实验原理:人体是导体,触电的本质是电流通过人体形成闭合回路。实验用1.5V干电池模拟电源,用导线、金属片模拟“电线”,用身体替代“电阻”,直观展示回路形成过程。2.实验器材电源:2节1.5V干电池、 导线:3根带剥线的铜芯电线,导电件:2片金属钥匙/硬币(模拟“带电体”)、1个低电压LED灯。3.实验步骤(1)连接电路:将1根导线两端分别连接干电池正极和LED灯珠的“长脚”,另一根导线连接LED灯珠的“短脚”和1片钥匙A,形成“正极→LED→钥匙A”的半回路。(2) 接入“人体导体”:用手紧紧握住“钥匙A”,另一只手握住第2片钥匙B,再用第3根导线连接“钥匙B”和干电池负极,此时电路变为“正极→LED→钥匙A→手→钥匙B→负极”。(3) 观察现象:当双手握紧钥匙、导线接好负极时,LED灯珠会亮起,说明电流通过“手”形成了闭合回路——这就是触电的核心原理。(二)模拟电气火灾实验设计1.实验核心原理 电器火灾多因电路过载或短路,导致导线电阻产生过多热量,热量积聚到一定程度后,引燃周边易燃物(如塑料、布料)。实验用“低压电路+发热元件”模拟热量来源,用易燃材料(棉花)模拟被引燃物,直观呈现火灾发生的初始过程。2.实验器材电源:4节1.5V干电池、发热元件:1段细铜丝、导线:2根带剥线的铜芯电线、模拟“易燃物”:少量脱脂棉花、 容器:1个塑料小盒3.实验步骤(1)连接发热电路:将2根导线的一端分别连接干电池组的正、负极,另一端剥出铜丝,分别缠绕在细铜丝的两端闭合回路。(2)放置“易燃物”:将少量脱脂棉花铺在塑料盒底部,把缠绕好导线的细铜丝轻轻放在棉花上(确保细铜丝与棉花充分接触)。(3)观察“发热现象”:接通电路后,用手轻触细铜丝(接触1-2秒即可,避免长时间触摸),会明显感觉到铜丝发热;持续通电30秒左右,棉花会因铜丝的热量逐渐变皱、微微收缩(模拟“易燃物受热升温”)。(4)模拟“火灾预防”:断开电路(取下一根导线即可),观察到棉花停止变形;若继续通电(不超过1分钟,防止铜丝熔断),棉花会进一步收缩甚至轻微焦化(模拟“即将引燃”的状态),此时断开电路,演示“切断电源可阻止火灾发生”。(三)有效预防措施和扑灭电气火灾的注意事项1.有效预防触电措施(1)设备本质安全:使用有3C认证的合格电器,破损电线、松动插头立即更换。 (2)规范用电操作:湿手不碰开关、插头;插线板不超负载;不用金属物品插拔插头。 (3)接地与防护:洗衣机、冰箱等金属外壳电器,必须使用带地线的三孔插座,确保接地良好;浴室、厨房等潮湿环境,使用防溅型插座。2.电器火灾的有效预防措施 (1)定期检查电器线路,尤其老房子,避免线路老化、短路;(2)离开房间或睡前,关闭非必要电器电源(如电暖器、电烤箱),拔掉插头;(3)电器周围不放易燃物(如窗帘、纸张、衣物),尤其大功率电器(如电磁炉、电热水器)。3.注意事项(1)发生触电:立即切断电源(拉总闸),切勿直接用手拉人;若无法断电,用干燥木棍、塑料棍等绝缘物挑开电线。(2)发生电器火灾:先断电再灭火,严禁用水直接泼(可能触电),可用干粉灭火器或二氧化碳灭火器扑救;火势失控时,立即撤离并拨打119。任务三:科普宣讲活动。结合社区居民的认知特点,以文字、图片和视频等方式,设计一场日常安全用电的社区科普宣传活动。(一)活动主题 用物理知识守护家——带你解锁安全用电密码 (二)活动时间与地点 时间:周六下午2:30-4:30 地点:社区活动中心(三)参与人员 初中物理老师+初三学生(5-8人一组,分工负责讲解、实验、引导) 受众:社区居民,重点面向老人、有低龄儿童的家庭,用学生视角降低理解门槛。(四)活动流程设计 1.开场引入思考“为什么湿手不能碰插座?”“插线板插太多电器会怎样?”2.核心环节:讲解安全用电知识 展台1:电流与电阻——为什么“超载”会起火? 学生演示:用“电源+滑动变阻器+灯珠”模拟电路,调节变阻器(模拟电器数量变化),展示“电阻变小→电流变大→灯珠变亮发热”的过程,对应“插线板超载→线路电流过大→发热起火”的原理。 展台2:导体与绝缘体——为什么湿手碰电更危险?学生实验:用“电路检测器”(含电池、灯泡、导线)分别检测“干燥毛巾”“湿毛巾”“塑料尺”,观察灯泡是否亮起,证明“水是导体,能让电流通过人体”。针对老人常用的“湿手拔电水壶插头”场景,学生演示“用干燥抹布包裹插头插拔”,教大家“用绝缘体隔绝电流”的正确做法。 展台3:接地与漏电——金属外壳电器为什么要插三孔插座? 模型演示:用学生制作的“三孔插座电器”简易模型,展示“地线如何将漏电电流导入大地”,结合物理课“漏电保护器的作用”,说明“洗衣机、冰箱必须插三孔插座”的原因。互动检查:邀请居民带来家中的“两孔转三孔”转换器,学生指出“没有接地线的转换器形同虚设”,避免安全隐患。3.实践环节:急救模拟实操:在老师指导下,学生演示“触电急救三步法”(切断电源→用绝缘木棍挑开电线→判断意识),邀请居民用模拟道具练习,强调“不能直接拉人,因为人体是导体”。 4.结束:知识总结与资料发放,学生代表总结:用“安全用电三句口诀”收尾——“电阻够大防超载,绝缘体隔导电害,接地做好保平安”,强化记忆。 三、交流讨论向全班同学介绍自己的科普宣传海报,并从内容、设计等方面对其他同学的海报发表自己的见解四、拓展研究结合智能家居的技术展望,发挥想象,设计一套家庭用电安全智能预警系统,并形成一篇科技小论文。视频:体验智能家居 在老师的引导下回顾安全用电的相关知识分组查阅资料,记录典型案,归纳事故主因。学生分析电气火灾的典型事例,并交流讨论起火原因参与模拟实验,设计简单的模拟实验方案,提出预防措施并评估其可行性,观察触电与接地差异。归纳总结有效预防措施和扑灭电气火灾的注意事项设计活动流程 为顺利完成本节课的任务打下坚实基础锻炼学生的合作交流总结能力锻炼学生的交流讨论能力以及归纳总结能力发展学生的批判性思维与系统思维能力。锻炼学生的归纳总结能力积极参与社区科普宣传活动,撰写宣传文案,承担起传播科学知识的社会使命
课堂练习 1. 滑动变阻器的连接如图所示,要使滑动变阻器接入电路的电阻变大,应将滑片 P 向 _______(选填“A”或“B”)端移动。答案:B解析:由图可知,滑动变阻器下端接线柱连接的是A,连入电路的电阻为AP段,所以要使滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则滑片向B端移动。2.电动汽车因其环保节能的特点深受大家喜爱。图中是电动汽车的充电桩,下列说法中符合安全用电的是( )。A. 每个充电桩在安装时都要装保险装置B. 安装充电桩时,可以不连接地线C. 万一有充电桩起火,应迅速浇水扑灭D. 若充电线破损,稍加注意仍可使用解:A.为了安全电路中必须要有保险丝或空气开关,每个充电桩在安装时都要装漏电保护器,故A正确;B.安装充电桩时,为了安全,要接地线,故B错误;C、万一有充电桩起火,应先关闭电源再施救;生活用水是导体,电器着火不能直接用水灭火,否则可能引起触电事故;故C错误,D、充电线破损时,容易形成短路或发生触电事故,要及时更换,严禁直接使用,故D错误。故选:A3. 学校教室讲台前安装三孔插座、双孔插座各一个,还要安装两盏照明电灯(由一个开关控制)。请在图中画出符合电路安装要求及安全用电原则的电路连接图。答案:三孔插座和两孔插座之间是并联的,三孔插座的正确接法是左零右火上接地;两孔插座的正确接法是左零右火。开关和两支灯泡串联后接到火线上,灯泡的螺旋套接在零线上;两支灯泡是并联的,如图所示:4. 图中是“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验装置,a、b、 c 为锰铜合金丝,其中 a、b 长度相同,a、c 粗细相同。实验时通过观察____________ 间接比较导体电阻的大小;若选择将 a、b 分别接入电路中,则是为了探究电阻大小与导体的 ______________ 是否有关。答案:电流表示数 横截面积解:当不同的导体接入电路时,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这是转换法的应用;由题意可知,导线a、b的长度、材料均相同,横截面积不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积的关系。故答案为:电流表示数;横截面积。5. 图中是“探究电流与电压的关系”实验电路的实物图,请你指出其中的错误或不妥之处。答案:(1)电流表的正负接线柱接反了; (2)滑动变阻器接了下面两个接线柱,不能调节接入电路的电阻; (3)电压表量程偏大,应接小量程。解:滑动变阻器的接两个下面接线柱,接线应该“一上一 下”,电流表的的电流从负接线柱流入、正接线柱流出所以正 负接线柱接反,;再观察电压表与电阻并联, 量程选择了15V,而电池只有两节电压3V。量程偏大。 故答案为:(1)电流表的正负接线柱接反了; (2)滑动变阻器接了下面两个接线柱,不能调节接入 电路的电阻; (3)电压表量程偏大,应接小量程。6. 小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”:学生电源、电流表(0 ~ 0.6 A)、电压表(0 ~ 3 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω 各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。(1) 请根据图(a)所示的电路图,用笔画线表示导线将图(b)所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉);(2) 连接电路时,开关应 ___________,且应将滑动变阻器的滑片移到最_______ 端。答案: (1)如图 (2)断开;右(1)由图可知,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中电流,电压表应并联在定值电阻两端,电路连接如上图所示:(2)连接开关时,为了保护电路,开关应断开,且为了防止电路中电流过大,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,故由图b可知,应将滑动变阻器的滑片移到最右端。7. 小聪用图 (a)所示电路探究电流与电压、电阻的关系。(1) 若定值电阻 R 开路,闭合开关后 ________ 表的示数为 0;(2) 实验完成后记录数据的纸被不慎弄污,只剩图 (b)所示的表格,根据表格数据我们能判断小聪探究的是电流与 ___________ 的关系;(3) 用“2.5 V 0.3 A”的小灯泡替换 R 来完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图 (c)所示,此时电压为________V,电流表的示数可能是下列数据中的( )。A. 0.18 A B. 0.22 A C. 0.26 A答案: (1)电流;(2)电压;(3)2;C。(1)图a中电路为串联电路,若定值电阻R开路,电路为断开状态,所以电流表无示数;(2)由图b可知,实验中,电压是变化,而电压与电流的比值为定值,所以可断定该实验是来探究电流与电压关系的;(3)c图中,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V则读数为2V ;灯泡正常发光时的电阻为: R===, 当用灯泡正常发光时的电阻计算当电压为2V时的电流为: I’===0.24A,因为灯泡电阻受温度的影响会随温度的降低而减小,所以由欧姆定律可知此时的电流(电流表示.数)会比计算出来的结果偏大(即大于0.24A), 故C符合题意,AB不符合题意。故选: C。8.* 如图 所示,电路中电源电压恒定,R1 = 30 Ω。开关 S1、S2 都闭合时,电流表的示数为 0.8 A;开关 S1 闭合、S2 断开时,电流表的示数变化了 0.6 A。则电源电压为 ________V,电阻 R2 的阻值为 ________Ω。答案:6;10(1)S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表的示数为0.8A,电流表测干路电流;开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表示数变化了0.6A,即为R2的电流,由并联电路电流的规律,通过R1的电流为:I1= I- I2=0.8A- 0.6A= 0.2A,由并联电路电压的规律和欧姆定律可知,R1的电压即电源电压,则:U=U1=I1R1=0.2A×30Ω=6V;(2)由欧姆定律得,电阻R2的阻值为:R2== 10Ω。9. 为了保障潜水安全,潜水员在潜水时会佩戴水压表和深度表。图(a)是一款深度表的简化电路图,其中电源电压 U 为 6 V 且保持不变,定值电阻 R0 为 10 Ω,Rp 是压敏电阻。图(b)是压敏电阻 Rp 阻值随海水深度变化的图像,压敏电阻 Rp允许通过的最大电流为 0.24 A。深度表由电压表(量程为 0 ~ 3 V)改装。(1)当深度表在海面上时,电路中的电流为多少?(2)下潜到 10 m 的深度时,深度表测得的电压示数为多少?(3)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为多少?答案: (1) 0.12A(2) 1.5V;(3) 40m。 解析:(1)由图乙可知,该电路为R0和Rp的串联电路,电压表测R0两端的电压;深度表在海面_上时,即h = 0m时,由图丙可知,此时Rp = 40Ω,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中的电流为I = = = 0.12A;(2)由图b可知下潜到10m的深度时力敏电阻接入电路的阻值为30Ω,根据欧姆定律可知通过电路的电流:I’= = = 0.15A,此时R0两端的电压为U0= I’R0= 0.15A × 10 Ω = 1.5V,即电压表示数为1.5V;(3)当电路中电流最大时,由U = IR,可知R0两端的电压最大,由电压表量程可知R0两端的电压最大为: U0大= 3V,根据欧姆定律可知电路中电流最大为I大= == 0.3A,力敏电阻Rp允许通过的最大电流为0.24A,为保护电路,电路中允许通过的最大电流为0.24A,此时电路总电阻为R== = 25由串联电路的电阻特点可知压敏电阻的阻值为: Rp”=R-R0= 25- 10 = 15 ,由图丙可知,此时下潜的深度为40m,即该深度表能测量的最大深度为40m。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 一、活动方案任务一:网络、生活调研1.典型案例收集2.分析事故原因3.生活用电常见误区总结任务二:模拟实验探究1.模拟触电实验2.模拟电器火灾实验3.有效预防措施和扑灭电气火灾的注意事项任务三:科普宣讲活动二、交流评价三、拓展研究 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 实践活动:设计安全用电科普活动一、活动方案任务一:网络、生活调研任务二:模拟实验探究任务三:科普宣讲活动2.交流评价3.拓展研究 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 《电与我们的生活》,系统了解家庭电路的发展与安全用电知识。阅读《家装电路设计注意事项》等资料,掌握回路规划、元件匹配等实用技能。
特色资源分析和技术手段说明 专业人力资源:邀请社区电工、电力公司安全员担任志愿讲师,现场演示规范操作(如正确接线、漏电保护器测试),
教学反思 本节课是一节实践课,通过活动方案设计任务网络、生活调研,典型案例收集,分析事故原因, 生活用电常见误区总结;模拟实验探究,模拟触电实验,模拟电器火灾实验,有效预防措施和扑灭电气火灾的注意事项;科普宣讲活动,基本上已达到宣传目的。活动结束后,缺乏对家庭隐患整改情况的后续跟进,难以确保科普效果落地。
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