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關鍵詞：獨立學院 畢業設計 雙導師制
【中國分類法】：G642.477
1引言
畢業設計是工科專業最重要的一個綜合性實踐教學環節，它是對本科生運用所學的專業知識進行系統設計的能力的綜合性總結和檢驗。學生在該環節中要完成文獻檢索、方案制定、軟件硬件設計以及調試等工作，最后通過論文和答辯的形式闡述所完成的工作。畢業設計既可以全面檢查學生基礎理論掌握的情況、技能熟練程度及提出問題、分析問題和解決問題的能力，又能培養和鍛煉學生的實際工作能力。
“雙導師制”是指同時安排選派校內和校外企業兩門指導教師共同指導本科生的畢業設計，產生于20世紀90年代初，通過理論和實踐型導師對學生的專業知識、創新能力、科研能力等各方面進行綜合指導的一種培養模式。“雙導師制”以全面提高大學生綜合素質為核心，加大對在校大學生的培養力度，以達到提高學生的綜合素質的目的。
2獨立學院工科畢業設計實行“雙導師制”的必要性
獨立學院在經過近十年的發展，由于民營資本的注入，硬件設施得到了較大的改善，為高等教育加入了新的元素，在校學生達到了一定的規模，為社會培養了一大批人才，促進了我國高等教育的普及化。與普通高校相比，獨立學院著眼于技術型、實用性人才培養，因此對于學生的實踐技能要求更高。而實踐教學是培養應用型人才的重要環節，對現階段工科大學生急需解決的問題是實踐性少，所以把“雙導師制”引入到工科大學生畢業設計中，讓學生把書本知識與工程實踐需求緊密結合在一起，提高畢業設計的效果，增強學生的綜合運用知識的能力。
工科大學生畢業設計的傳統模式存在很多弊端。傳統模式的畢業設計沒有以企業的實際項目為課題進行創新研究，做到“真題真做”。學生在畢業設計只是紙上談兵，接觸不到實際的工程項目，對所學的知識只是停留在理論階段，沒有形成應用的概念。傳統的畢業設計階段沒有更好的培養學生實際應用能力，讓學生很難做到理論聯系實際，更無法滿足企業和社會的要求。
與傳統模式相比，“雙導師”指導機制強調的是由校內外兩名教師共同負責指導學生畢業設計的全過程，兩位指導教師之間既有協作，也有一定的分工。校內指導教師側重學術指導，而校外指導教師（即資深的工程師以及工程技術人員）則強調實踐工作能力。
2 “雙導師制”畢業設計改革的計劃和實行
為了加強畢業設計規范，保障“雙導師制”畢業設計改革的順利進行，學院及電氣系分別制定了《湖北工業大學工程技術學院畢業設計（論文）規范》和《電氣信息系關于2012屆畢業設計工作的總體安排》，在此基礎上，電子教研室針對本專業學生的特點，制定了《關于實施“雙導師”本科畢業設計的試行方案》。對畢業設計要求、選題原則、過程指導、畢業設計文本規范要求等做了全面的規定和要求，保證了整個過程的規范性。
2.1 畢業設計指導的總體計劃
電子教研室共承擔了2012屆電子信息工程1、2班，通信工程1、2班畢業設計（論文）指導的教學任務。借助湖北工業大學本部的師資力量以及長期建立的校外校企合作實習基地，將以上本科4個班分成2類進行培養。
通信工程1班、電子信息工程1班采用A類，及選派校內本部具備中級以上職稱優秀教師指導；通信工程2班、電子信息工程2班采用B類，一個學生由兩名導師指導：聘用校外企業高工和校內青年專職教師，雙方導師明確校方指導教師要做好校企間協調及學生管理工作，嚴格按教學要求把關；企業指導教師由公司聘用的經驗豐富的工程師擔當，負責對學生的設計過程、設計細節等方面進行具體的指導，使教學與研發有機地融為一體，保證畢業設計的工程應用性技術含量。
2.2 校外指導教師的選派
湖北工業大學工程技術學院電氣信息系與富士康（武漢）科技工作園、精倫電子股份有限公司、武漢凌特電子技術有限公司、烽火科技集團武漢虹翼信息有限公司、湖北省廣播電視臺、湖北廣播電視發射臺、四川華迪科技有限公司、南京秦泰教育科技有限公司、武漢新芯集成電路制造有限公司、湖北衛星地球站等十多個單位建立了實習、實訓基地，湖北工業大學工程學院選擇這些技術業務相對穩定的單位為專業教學實習基地，建立了長期的合作機制，這些企業選派業務能力強的資深工程師及工程技術人員做外校外指導教師，培養指導學生的工程實踐能力。
2.3 畢業設計的選題要求
校內外導師要熟悉學校對學生畢業設計的基本要求基礎上，在充分考慮學生的學習基礎和企業自身的特點的情況下，選題貫徹因材施教的原則，發揮學生的主觀能動性和積極性，注意結合學生的興趣愛好和學生的就業方向擬定畢業設計題目，并報教研室審批合格后，對學生公開，召開畢設動員雙選會，確定畢業設計題目，導師下達畢業設計任務書。大四下學期開學第四周，要求導師在本小組舉行開題，并進行指導。要求：（1）選題應體現本專業培養目標，達到畢業設計的基本要求；（2）選題難度和份量應適度；（3）結合工程實踐；（4）一生一題，且不重復；（5）每位老師指導學生不超過8名。指導教師結合自己的科研課題或橫向實際技術服務項目為學生提供設計或研究課題，供學生選擇。學生結合教師的科研和開發課題項目進行畢業設計。這些科研和開發項目大多是該學科具有一定創新性的課題或結合實際的工程項目。
2.4 畢業設計過程管理
指導教師對論文指導每周兩次以上，并進行記載。同時集中進行中期檢查，中期檢查時每個學生都要匯報畢業設計（論文）進展情況，回答教師提出的問題，提交已查閱到的參考文獻、已獲得的實驗數據、應完成部分的論文初稿等。校內導師要培養學生在專業方面的理解能力、認知能力和創新能力。校外導師要培養學生理論聯系實踐能力，解決理論學習的不足，增加實踐認知能力，提供工程實踐經驗。這就要求校內外導師保持良好的溝通，從畢業設計的題目到畢業設計過程最后到畢業設計結束都要有兩位指導教師的共同參與。校內外導師既要有分工又要合作。
2.5 畢業答辯管理
在答辯分組時，充分考慮了個答辯組指導教師的專業特長，以利于從不同角度對畢業設計進行全面的評判，并制定了合理的、操作性強的評分標準。答辯小組成員根據學生論文的內容、創新點與答辯情況給出答辯的量化評分。學生最后的成績由校內外導師的綜合評價給出成績，要從學生畢業設計選題的難度、工作量大小、課題的工程實踐性價值、完成的質量等多方面考慮。
3 實行“雙導師”畢業設計改革的效果評價
“雙導師制”畢業設計指導制度從2012屆開始，實施周期2年，以下三個方面取得一定的效果。
3.1工程實踐題顯著增多
以2013屆畢業論文選題中，其中真題選題占46.8%。工程實踐題占71.6%。本畢業設計（論文）更加注重了結合社會實踐、生產、科研的選題，真題真作，設計性題目比重大；公司提供給學生的設計課題涉及面廣、量大，進行畢業設計調研必須了解最新技術去解決具體問題。學生到企業完成畢業設計還獲得了直接參加工程實踐、科研項目或新產品的設計和開發的機會，培養了學生的創新能力、工程實踐能力和團結協作精神。
3.2指導教師整體水平提高
參與本屆畢業論文工作的指導教師中，高級職稱占46.7%；中級職稱占43.3%；中高級職稱參與論文指導比例明顯增加，另外首次采用雙導師畢業設計指導，工程人員占20%。校內青年教師在參與工程人員指導學生畢業設計的同時，從專業理論課堂深入到企業，了解電子通信行業最新應用技術，既促進了自己的科研動力，又能將工程實踐運用到教學中，提高課堂質量。
3.3學生的就業信心和能力得到提高
承擔公司課題的2013通信工程2班和電子信息工程2班學生在企業經過14周的畢業實習與設計，了解了目前電子通信行業項目設計開發流程，得到了實戰的機會，使得學生的編程水平得到很大的提高，學生們一致認為，這種形式的畢業設計給他們帶來了非常大的收獲，改善了人才培養環境，縮短了就業適應期，為畢業后走向工作崗位并較快適應畢業后的社會環境打下了良好的基礎。
4 小結
獨立學院實行“雙導師制”畢業設計后，學生在實地基礎企業新制度、新規定及新的實踐，通過理論實際，可以學到課本中學不到的東西，實踐能力得到提高。實行“雙導師制”有利于增強學生的綜合素質，有利于提高學生的創新意識和科研能力，有利于適應現代化社會對人才的要求。
參考文獻：
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[2] 王建方，吳文健等.“本科生導師制”教學改革初探[J]. 高等教育研究學報，2006,1.
[3] 孔令乾.獨立學院本科畢業論文（設計）管理探索[J].山東紡織經濟，2009(6):142-143.
關鍵詞：立人教育；實踐教學改革；人文素養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0106-02
一、引言
2010年，我國制定的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020）》中提出：教育改革要貫徹素質教育，促進學生全面發展，指出了我國高等教育中存在的主要問題在于創新型、實用型、復合型人才緊缺，學生社會適應能力和就業創業能力不強。高等工程教育的主旨首先是要“立人”，其次才是將學生培養成合格的工程技術人員。在很長的一段時間里，高等工程教育片面地強調知識和技能，而忽視了學生的人文素養，導致了工科學生創新能力不強，社會適應能力很差。在這個大眾創業、萬眾創新的時代，起決定性因素的卻往往是個人的綜合素質，而不僅僅是人的知識和技能，所以在實踐教學過程中不但要傳授學生專業知識，提高工程實踐能力，而且要通過實踐教學培養學生的人文素質，讓學生體會人文知識的重要性。只有真正重視學生的全面發展，學校才能在四年的時間里培養出卓越的工程師和行業的弄潮兒，而不只是局限于技師和匠人。基于此，作為湖南省的地方性綜合院校，根據自身辦學特點和學校目前的實踐教學現狀，以“立人教育”為指導，應用性人才為培養目標，深化實踐教學改革，構建合理的實踐教學體系。
二、完善和創新實踐教學體系
秉承吉首大學“立人教育”的理念，依據專業人才培養方案，緊扣企業對通信專業人才的能力要求，以學生為中心突出學生個性，根據學生在不同學習階段的知識結構和能力結構，按照一、二學年重基礎，三、四學年重創新的思路，分為“基礎技能、專業能力、工程實踐、應用創新”四個階段完善和創新學科實踐教學體系。
基礎技能階段：改革實踐教學，確保學生能夠盡快適應大學學習方式和環境，改變中學學習慣性，充分熟悉計算機系統，掌握常用工具軟件的使用，對專業有一定的認識和了解，建立初步的工程素養和思維方式。
專業能力階段：改革實踐教學，確保學生能夠直觀和深刻地理解專業基礎知識，有意識地引導學生學會獨立分析和思考知識中的重點和難點，進一步加深對專業的理解，讓學生通過實驗夯實基礎知識，鍛煉學生動手能力，激發學生的學習興趣和熱情，培養學生正確的價值觀和審美情趣。
工程實踐階段：改革實踐教學，確保學生能夠綜合應用專業知識和專業基礎知識，引導學生解決企業工程實際和生活中的問題，并鼓勵學生創造性地解決問題。讓學生通過實驗能夠解決實際問題，并在實踐中培養自己的創新思維和團隊協作意識。
應用創新階段：改革實踐教學，確保學生能夠了解專業發展方向和熱點，學習行業中的新技術，并能夠利用新技術解決實際問題，通過在實習基地完成畢業實習，熟悉企業研發和工程模式，完成行業技能培訓與職業資格認證，進一步對學生的創新能力，實踐能力和綜合素養進行全方位地培養和鍛煉。
三、打造一流教學實驗平臺
實驗室建設是特色專業建設的基礎，在充分調研和論證的基礎上，對通信工程實驗室建設進行了統一規劃，分四個層次構建實驗平臺：公共教學實驗室、專業基礎實驗室、專業實驗室、研究性實驗室。目前，建設有“移動通信綜合實驗室”、“嵌入式技術實驗室”、“PCB制板實驗室”等綜合性實驗室，建設有“通信仿真實驗室”、“DSP技術仿真實驗室”、“MATLAB仿真實驗室”等設計性實驗室，與企業聯合建設有“3G移動通信實驗室”，已經初步形成通信專業人才培養的實驗室體系。在充分利用現有實驗平臺的基礎上，將進一步加強實驗室的建設力度，完善與華為浙江通信技術公司聯合建立的“3G移動通信實驗室”，與華為浙江通信技術公司協作籌建無線通信設備E-LAB，構建基于MATLAB和LabVIEW的相關通信專業課網絡虛擬實驗室，探索建立移動互聯虛擬實驗室。
四、構建綜合創新實驗平臺
通信工程專業積極推進綜合創新實驗平臺建設，首先，積極與長沙拓建信息科技有限公司和長沙智能制造研究總院等企業展開合作籌建創新人才培養基地、大學生創業平臺，讓學生參與企業項目和產品研發；其次，繼續完善校級創新工作室管理制度和人才培養模式，發揮學科競賽在實踐創新中的重要作用，實施“一專業一競賽”的計劃，以學科競賽作為推進器，積極引導學生根據自身特長有選擇性地參加相關專業學科競賽，培養學生創造性地解決實際問題的能力；再者，準備啟動“學生創新能力培養行動”，形成了老師和學生共同參與學生科技創新活動的良好氛圍，積極鼓勵學生參與教師科研團隊，鼓勵教師指導學生承擔大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目，制作課外科技作品和吉首大學本科生專項科研項目，以培養學生研究性學習和自主探究的能力。
五、加強校外實踐教學基地建設
通信工程專業將新一代移動通信技術、物聯網技術與應用、現代電子通信技術在工業信息化過程中的應用作為校企合作育人過程中重點的培養方向，主要涵蓋“新一代移動通信技術與網絡優化”、“嵌入式與物聯網技術及其應用”、“工業4.0及信息技術”、“Android手機應用開發”等四個方向，積極開展與華為浙江通信技術公司、長沙拓建科技信息公司、北京千鋒互聯科技有限公司、深圳嵌云通信科技有限公司等企業的合作，加強校外實踐教學基地建設，共同制定人才培養方案，共同組建教學團隊，共建校企一體的實訓基地，共同完成課程見習、畢業實習以及畢業論文等實踐教學環節。選派優秀老師進行企業培訓以及企業選派技術人員共同作為專業知識教學以及各實習階段指導教師，對學生工作情況進行考核評價。根據企業需求和學生自己的意愿，大力推進學生進行從業資格認證和企業資格認證。
六、結論
實踐教學對于培養學生的實踐精神、創新意識、科學素養和動手能力有著重要的作用，而推動實踐環節中人文素質的培養，進一步提高學生的團隊協作精神、正確的思維方式和價值觀念有著積極的意義，是貫徹素質教育，促進學生全面發展的一種途徑。文中對通信工程專業實踐教學體系、教學實驗平臺、創新實驗平臺和校外實習基地的構建和完善進行了探索，并將“立人教育”理念融入其中，實踐表明，實踐教學改革對學生培養和學科建設有著積極的作用，相信能夠為國家培養更多復合型、應用型和創新型的人才。
參考文獻：
[1]黎奇升，冷志明，劉晗，等.吉首大學“立人思想”來源[J].中國高等教育，2014，（24）：32-33.
[2]崔琦，王晶.加強高等工程教育實踐教學中的人文素質培養[J].高等工程教育研究，2013，（1）：177-180.
【關鍵詞】SOPC;項目化教學;NIOS Ⅱ
Abstract：For improve the quality of teaching about SOPC course，author combined achievements of related scientific research projects and teaching，analyzed the characteristics of the course，and made discussion about design of projectized teaching according the practical situation of our school.
Keywords：SOPC;projectized teaching;NIOS Ⅱ
1.引言
可編程片上系統（SOPC，System on a Programmable Chip）結合了SOC（片上系統）和PLD（可編程邏輯器件）、FPGA（現場可編程門陣列）各自的優點，是特殊的嵌入式系統;它首先是片上系統，即由單個芯片完成整個系統的主要邏輯功能;其次，它是可編程系統，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統可編程的功能[1]。SOPC技術已經成為國際新技術的研究熱點，具有廣闊的應用前景[2]，國內對SOPC的研究越來越多，對SOPC的應用也越來越廣泛。SOPC是電子系統發展的必然趨勢。然而精通SOPC的人非常少，很多高校的大學生由于多方面的原因SOPC學的很不扎實，遠遠不能滿足企業的需要[3]。筆者結合在SOPC方面的教學經驗和科研項目成果，探索了SOPC項目化教學設計，將科研與教學有效結合。
2.設計思路
SOPC技術的實現方式有3種[4]，美國ALTERA公司提供了基于FPGA的嵌入IP軟核的SOPC實現方式。美國ALTERA公司的大學計劃為全球范圍內的大專院校提供先進的開發軟件、可編程邏輯器件、開發工具以及完整的設計套件，對提高高等學校SOPC方向實驗教學提供了良好的基礎。
ALTERA公司提供的NIOS Ⅱ是一種軟核（Soft-Core）處理器，軟核處理器最大的特點就是可由用戶需要進行設置。NIOS Ⅱ是一個用戶可以自行定制的CPU，用戶可以增加新的外設、新的指令，分配外設的地址等。NIOS Ⅱ的硬件開發就是由用戶制定適合的CPU外設，Altera公司的SOPC Builder提供了大量的IP Core來加快NIOS Ⅱ外設的開發速度。
筆者通過在基于NIOS Ⅱ的單點自適應信號控制器設計中的應用可見，SOPC應該是NIOS系統+硬實時部分+邏輯電路的一個組合體，其中NIOS負責數據管理，通訊，人機交互等實時性相對較低的任務，硬實時部分則是獨立于NIOS系統，充分利用現有IP，用VHDL語言實現的某些實時性可靠性要求較高的關鍵部分，它可以和NIOS系統通過自定義的接口通訊。由FPGA其他資源完成接口以及邏輯處理，更是FPGA的優勢。
因此，本文進行基于FPGA的嵌入IP軟核的SOPC開發的教學設計。
3.設計原則
（1）理論實踐一體化，突出實踐環節
SOPC設計與應用是一門理論與實踐緊密結合的課程，它沒有太多的理論知識需要講解，實踐性和應用性很強，內容也不易理解[5]。因此，可進行理論實踐一體化教學，并突出實踐環節。
（2）難、易、趣結合
教學項目的設計要緊緊圍繞課程標準，選擇的項目應該是學生比較熟悉的，具有一定難度，又不能太難，并且具有一定趣味性的，才能激發學生的學習熱情和信心。
4.項目化教學設計
本文設計的“可編程片上系統”課程為2學分，共32學時，本校實訓室配備有EDA/SOPC實驗箱及計算機等實驗實訓條件，前續課程：CPLD/FPGA應用，根據我校的實際情況，設計的教學項目見表1。
表1 課程項目
序號 項目名稱 學時 性質
1 可編程片上系統認識 6 演示、驗證
2 可控霓虹燈 4 驗證、設計
3 可倒計時交通信號燈 6 驗證、設計
4 俄羅斯方塊 4 驗證、設計
5 音樂盒 4 驗證
6 視頻播放器 2 驗證
7 自適應控制交通燈 6 驗證、綜合
各項目的學習任務和內容如下：
項目1：可編程片上系統認識
學習任務：反應時間測試，利用實驗箱搭建一個反應時間測試的電路，該電路包含有發光二極管、按鍵開關、數碼管等器件，電路運行之初二極管為熄滅狀態，過幾秒后，點亮二極管，測試人看到二極管點亮時，按下按鍵開關，數碼管顯示出二極管點亮至按鍵按下的時間。
學習目標：了解SOC，FPGA和SOPC的基本概念及其開發工具Quartus，SOPC Builder和Nios IDE，并學習了解SOPC的軟件和硬件開發流程。
學習內容和教學方法：
與學生互動演示學習任務：反應時間測試，圍繞該任務講解SOC，FPGA和SOPC的基礎知識，介紹SOPC開發工具Quartus，SOPC Builder和Nios IDE，并學習了解SOPC的軟件和硬件開發流程。學生利用已有的電路和程序文件，在教師帶領下搭建學習任務：反應時間測試的電路。
項目2：可控霓虹燈
學習任務1：流水燈，控制8個發光二極管的點亮效果似水在流動，即每次只點亮一個燈，將8個燈依次點亮，可以從左往右點亮，也可從右往左點亮。
學習任務2：可控霓虹燈，在流水燈的基礎上增加一個控制按鍵，按鍵未按下時，8只發光二極管顯示為流水燈，按下一次按鍵，8只燈從中間往兩邊點亮，再按下一次按鍵，8只燈從兩邊往中間點亮。
學習目標：鞏固SOPC開發的基本流程、方法、工具。了解IO端口的使用，能完成簡單的程序編寫。
學習內容和教學方法：
學生在教師帶領下，根據基本步驟，完成學習任務1：流水燈。學生分組，每組學生獨立完成學習任務2：可控霓虹燈。
項目3：可倒計時交通信號燈
學習任務1：簡單交通信號燈，用發光二極管模擬交通信號燈，完成一個2相位十字路通信號燈設計，配時方案為定周期。
學習任務2：數碼管倒計時，用兩只數碼管實現99至0秒的倒計時。
學習任務3：可倒計時交通信號燈，用發光二極管模擬交通信號燈，完成一個2相位十字路通信號燈設計，配時方案為定周期，可對每個相位的計時時間進行倒計時顯示。
學習目標：學習定時器的使用，能完成較復雜的程序編寫。
學習內容和教學方法：
學生在教師帶領下，根據基本步驟，完成學習任務1：簡單交通信號燈和學習任務2：數碼管倒計時。學生分組，每組學生獨立完成學習任務3：可倒計時交通信號燈。 （下轉第181頁）（上接第178頁）
項目4：俄羅斯方塊
學習任務：利用VGA顯示器和VHDL語言實現經典游戲――俄羅斯方塊。
學習目標：了解VGA顯示的原理，會用VHDL描述VGA控制，能利用提供的參考電路和程序實現俄羅斯方塊。
學習內容和教學方法：
教師講解VGA顯示原理，用VHDL描述VGA控制，本任務的NIOS 2軟硬件設計，演示本任務的實現過程;學生在教師指導下實現俄羅斯方塊，并對結果進行分析。
項目5：音樂盒
學習任務：將存儲在SD卡的音頻文件讀取出來，并經過Avanlon總線送往DAC音頻電路播放音頻文件。
學習目標：了解SD卡接口與控制，DAC電路接口方法。
學習內容和教學方法：教師講解SD卡接口與控制，DAC電路接口方法，本任務的NIOS 2軟硬件設計;學生在教師指導下實現音樂播放。
項目6：視頻播放器
學習任務：實現MPEG-4視頻播放器。
學習目標：了解MPEG-4視頻播放器的實現方法。
學習內容和教學方法：教師講解用Nios Ⅱ用戶自定義指令方式實現IQ、IDCT、MC等計算密集型功能模塊，視覺框架MPEG-4視頻實時解碼。學生在教師指導下實現視頻播放。
項目7：自適應控制交通燈
學習任務：自適應控制交通燈電路設計，利用教師給出的遺傳算法符號模塊，用發光二極管模擬一個2相位十字路口的交通信號燈，設計自適應控制電路，用兩只數碼管實現倒計時。并完成相應的控制程序。
學習目標：了解自適應控制的概念、理論;了解自適應控制實現過程。
學習內容和教學方法：教師講解自適應控制的概念、理論，遺傳算法及其硬件化，自適應控制實現方法。學生在教師指導下實現自適應交通燈控制。
5.項目化教學實施
在實施過程中，教師充分考慮各項目的難易程度和學生的基礎，靈活以演示、驗證、設計、綜合的方式來完成這些學習任務。在進行項目化教學過程中，教師應做好引導，以充分發揮學生的主觀能動性。在實現這些學習任務時，教師要引導學生用哪些技術手段、知識來完成任務，并且如何應用到更多的具體問題中。
6.小結
本文介紹了可編程片上系統項目化教學設計的思路、原則，并設計了由易到難、由基礎到綜合的7個教學項目，將科研和教學進行了有效結合。
參考文獻
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