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在数学的教学中也会将美国本土的数学家的研究内容融入到专科数学的教学中,没讲到一个数学问题都会将涉及到这个知识点的相关的数学家的研究历史详细的告诉学生,使学生们更能了解到数学的发展是如何一步步发展到今天这个样,但无论怎么发展数学的历史永远是当今每个学生都要必须学习的地方,这样的教学中更好的将数学史融入到数学的教学中,不仅在教学中讲解本土的数学家还会将到不同国度的数学家但对数学的贡献。因此在美国可以更好的将数学史融入到数学教学中。
2日本是如何将数学史与专科数学教学整合在一起
日本是和我国比邻的国家,日本的数学教学中如何使用数学史也是有一定的方法。日本的数学学习,重视基础知识的理解,重视能力、态度和数学的思想方法的培养,并强调“使学生体会到数学学习活动的乐趣”,突出了对情感体验和学习兴趣的重视。无论是小学数学还是中学数学的教学,以及到专科数学的教学中都会将基础知识作为学习的重点,因此在教学中涉及到不同的教学的理念。如:“高明的计算”、“古人乘法的窍门”、“秀吉令人惊奇的故事”、“测量的技巧”、“离不开数学的人们”、“电子计算机的诞生”。它们旨在帮助学生理解数量和图形的有关概念在人类活动中的发展过程,提高学生对数学的兴趣、关心和学习的欲望,给学生以学习数学的动力。因此日本能很好的将数学教学和数学史进行有效的整合,将学生的兴趣作为数学教学的基本,然后通过数学史的内容和数学教学融合在一起,就会激发学生们的学习积极性,这些教学理念和中国的教学有几分相似之处。
3德国是如何将数学史与专科数学教学整合在一起
德国是一个欧洲国家,发达的经济背后更注重学生的学习,对于数学的教学中更关注他的实践作用,在教学中涉及到的内容也会和数学史联合起来。没有数学的发展历史就不会当前发达的数学,因此在数学的教学涉及到的数学史的内容也很多,在数学的教材中有100多处涉及到数学史,将数学史编到数学的教材中,而不是单独列出数学史作为一个单独的科目,而是有机的将数学史融合到数学的教学中,这样不仅可以让数学教师更容易的将数学教学和数学史联合在一起而且更能将这两者教学很好的告诉学生。德国这种教学方式更能使学生们接受并达到更好的学习效果。如在自然数表达一节就介绍了数表达的历史特别是罗马数系;在韦达定理的应用一节就介绍了数学家韦达。而在大数定律一节则介绍了数学家雅各布•伯努利。这些教程中的内容不仅可以给数学教师指出一条更好的教学之路,还能将数学的教学有效的教给学生,学生学到的知识就会更明确。
4其他国家是如何将数学史与专科数学教学整合在一起
其他国家中对数学的教学和数学史的整合的现状,不同国家得到的结果也不尽相同。欧洲国家中除了德国还有法国,法国指出了数学史要和专科数学教学中的各项内容要一一结合,只要有数学内容就应该涉及到数学史,将数学史有机的融合到数学的教学的每一个章节。欧洲国家中另一个国家英国,英国要求学生们要知道数学史,并对涉及到数学教学中的数学史要详细的研读如数学家的名字以及他们的业绩和生平。并作为考试内容重点来考察,这样的教学要求可以激起学生们的独立学习的能力,更能将数学史整合到数学的教学中。其他国家还有俄罗斯,作为中国相邻的国家,俄罗斯的数学教学中也涉及到数学史,主要还是将数学史作为一门单独的课程,在教学中涉及的内容也不多,主要还是学生们的自学,对数学史和数学教学的整合存在一定的差距。不同的国家对数学教学的重视程度不同在数学史与数学教学中的整合也存在一定的差距,无论怎么样的发展,数学史作为一个学科也越来越多的受到教师的重视,在整合的路上还有一段路要走。
5结语
一、数学教学中渗透数学史的重
要意义
1.有利于帮助学生加深对数学概念、方法、思想的理解
数学教学的主要目的之一,是要让学生理解掌握教学中所要求的数学概念、数学思想和数学方法.由于数学抽象的特点,其概念、方法和思想大都以抽象的形式出现.如何帮助学生理解、掌握乃至应用这些数学概念、方法和思想,是数学教学中需要关注和值得探讨的问题.有多种途径可以帮助学生理解并掌握抽象的数学概念、方法和思想,这方面有很大的探索空间,而数学史在此可以发挥非常有效的作用.一些历史的例子可以古为今用,可以被开发出来作为阐释某些深奥数学概念和思想的教学载体.
2.有利于培养学生爱国热情,增强民族自豪感
中国数学有着悠久历史,光辉的传统,有刘徽、祖冲之、杨辉等一批优秀的数学家,有剩余定理、祖公理、勾股定理等具有世界影响的数学成就,很多问题的研究比国外早.通过数学史的学习,可以培养学生的爱国热情,增强学生的民族自豪感.
3.有利于培养学生的科学品质
数学是人类文明的重要组成部分,是人类智慧的结晶.数学今天的繁荣昌盛是千百年来无数先驱前赴后继、辛勤耕耘的结果.数学先驱的严谨态度值得我们学习,他们的献身精神值得我们景仰,他们的经验教训值得我们借鉴,他们孜孜不倦、锲而不舍地追求真理的精神值得我们感动.通过重要的数学事件和成果,使学生了解数学发展过程中若干重要历史事件与重要成果,对提高学生的数学素养将产生积极的影响.
4.有利于激发学生学习数学的兴趣
数学给学生的印象是枯燥乏味,抽象难懂.其实,数学本身是多姿多彩的.历史上数学与天文学、力学同根连枝,还与音乐、哲学等交织共生.现代学术界还常常争论数学是艺术还是科学?是比喻还是猜测?对此数学史可以给出“全息图景”,激发学生探索数学美妙的欲望.
在数学教学中,适时、恰当地引入与教学内容有关的数学史和富有启发意义的历史话题,可使学生明白数学是一门不断发展的生动有趣的学科,从而激发学生学习数学的兴趣.
5.有利于学生美学修养,陶冶学生情操
学习数学史可以提高学生的美学修养.数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服.能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美.
二、数学教学中渗透数学史
1.在课堂情境创设中渗透数学史
教学需要情境,以什么样的情境进入课堂,不仅取决于教学内容,也取决于教师的教育观念.建构主义的学习理论强调,情境创设要尽可能真实,数学史总归是真实的.因此,情境创设可以充分考虑数学知识产生的背景和发展的历史.
以数学史作为素材创设问题情境,不仅有助数学知识的学习,也是对学生的一种文化熏陶.通过历史故事来创设情境,可激起学生学习兴趣,感受数学文化的魅力,提高学生对数学应用性的理解和对历史知识的掌握,培养学生的数学素养.
2.在课堂知识传授中融入数学史
数学史不仅可以给出确定的数学知识, 同时还可以给出知识的创造过程. 对这种创造过程的再现, 不仅可使学生体会到数学家的思维过程, 培养其探索精神, 还可形成探索与研究的课堂气氛, 使得课堂教学不再是单纯地传授知识.对于勾股定理的证明, 我国古代数学家给出了众多的方法, 而这些方法大都是通过拼图验证的, 简明直观.
3.在习题解答中感受数学史
一、小学数学渗透数学史的意义
任何学科都有自己的一部发展史,数学学科也是如此。数学史是数学演进过程的记录,也是历代数学家留下的宝贵文化遗产。学习数学史,将数学史有机地渗透到小学数学教学当中,既是新课程改革的内在要求,也是数学教学未来发展的趋势之一。
(一)有助于培养学生爱国情怀
我国关于数学的研究早已有之,因此在数学的发展历史中,也常常见到我国古人的身影。在将数学史渗透到小学数学教学时,教师向学生介绍我国对数学发展的突出贡献,以激发学生对中华民族的自豪感,培养学生的爱国情怀。比如教小学六年级数学中《圆》这一课时,就可以将刘徽和祖冲之研究圆周率的功绩给学生介绍。学生在听到这些事迹时,赞叹不已,心中涌起对我国古人的敬佩之情。同样地,笔者在与学生一道探索“鸡兔同笼”这个问题时,向学生介绍“鸡兔同笼”这个问题曾远播海外,并顺势引出我国古代《孙子算经》一书,重点介绍书中的“剩余定理”,将数学内容与我国古代关于数学的研究史料联系在一起,让学生在赞叹中产生强烈的民族自尊心和自豪感。
(二)有助于培养学生对数学的学习兴趣
数学史中含有许多丰富有趣的史料故事,其中既有对数学发展起推动作用的正面案例,也有与数学发展相悖或不符合数学规律的反面案例。这些案例对于好奇心重的小学生而言,无疑是吸引力十足。教师在教学中,如果能够有效地运用这些事例,并将这些案例与教学内容有机结合,那势必会取到意想不到的惊人效果。比如,作者在要求学生记忆50以下的质数,大部分学生采取的是死记硬背,这时,作者就给学生讲了这样一个故事:外国有一位数学家曾经面试过消防员工作,当面试官问他关于房子着火的问题,该数学家根据自己背诵的消防知识,长篇大论、夸夸其谈。然而,面试官忽然话锋一转,问他“假如房子没有着火呢”?该数学家回答说“那就把房子先点着”。学生在听到这个故事后,哈哈大笑。但这时作者提出“这位数学家的思维已成定势,造成这种思维定势正是因为想问题时不注重方法,所以我们在学习数学时,要注意策略和方法”。学生听到这些,就会开始自然地联想到自己在记忆质数时的情形,开始对自己的行为方式进行反思。这时作者趁热打铁,传授给学生快记、牢记的方法,就是“除2以外,不能被2及2的倍数整除的数,就是质数”。听到此方法,学生立刻兴奋起来,开始动手验证,整个课堂氛围十分热烈。
二、数学史在小学数学教学课堂中的渗透策略
(一)根据学段不同,选择不同的教学方法
将数学史渗透到小W数学教学当中不失为一个好方法,但并不是对于所有学段的数学教学都适用。我们知道,小学阶段的孩子大多年龄较小,各方面能力发展不完全,对知识内涵的挖掘和理解能力不足,尤其是小学低学段的学生更是如此。而数学史中的内容大部分都有着深厚的历史和文化底蕴,即使是最简单的龟兔赛跑的故事,也有着深刻的数学思想。这就使得部分学生,尤其是低学段的学生,难以真正理解数学史中的内涵,造成结果适得其反。因此,要针对不同学段的学生,采取最适合的方法。利用数学史内容渗透数学教学,应当是针对中、高学段的小学数学才适用。教师在针对中、高学段的学生开展数学史渗透教学,就能够充分利用数学史来达到辅助数学教学的目的,一方面加深学生对数学知识的理解和掌握,另一方面也能让学生扩大他们的见识面。
(二)针对与课程联系的紧密程度,合理分配数学史在课堂教学中的比例
教师在利用数学史丰富数学教学课堂时,也要对数学史内容加以甄别,并做到科学合理地使用,避免出现“喧宾夺主”“舍本逐末”的现象。在进行内容甄别和选择时,教师可以依据数学史内容与教学主题及课程联系的紧密程度进行筛选,比如,针对数学史中一些仅与教学相关的史料故事,教师就可以将其定位为增加学生见识面的作用,放置在教学课堂末尾环节,仅仅作为学生参考使用。而对于数学史中与课程联系紧密的知识,教师就需要浓墨重彩地进行渲染,比如将其作为课堂导入的材料,或是运用其进行教学情境创设,或者是以数学史内容为引导去突破教学重点、难点内容。当然,对于数学史内容的选择,不同的老师会有自己的见解,仁者见仁,智者见智,不能苛求统一。
摘要:随着数学教学改革的逐步深入,数学史也越来越受到数学教育教学工作者的重视。中学数学新课程标准中将数学史列为中学数学学习阶段的选修内容。为了全面了解数学科学,探索数学发展的规律,为了数学教育的目的,都应开展数学史的教学与研究,进一步认识数学史在数学教育中的地位和价值,充分发挥数学史知识在进行素质教育方面的重要作用。为了帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成真正的数学观,本文将探讨数学史在中学数学中的地位和作用。
关键词:数学史;中学数学;地位;作用
“以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以知兴替;以人为镜,可以知得失。”而以史为镜,可以明事理;数学史对于揭示数学知识的现实来源和应用,对于引导学生体会真正的数学思维过程,创造一种探索与研究的数学学习气氛,对于激发学生对数学的兴趣,培养探索精神,对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位与影响进而揭示其人文价值,都有重要意义。
历史的发展过程告诉我们,在一个专题、一个概念或一个结果的发展中,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步,从而更深刻地理解它。历史可以为我们提供那些答案是“不可能”或“不存在”的问题,而对这些问题的探索,是数学研究的一个极为重要的方面,也是数学思维品质的一个重要方面。比较历史上的不同时期、不同民族或地区对同类问题的不同处理方式,或同类方法的不同地位与应用,可以启发学生的解题思路,并从中比较优劣,体会到数学思维的真谛。
下面我们就来探讨数学史在中学数学中的地位和作用。
一、为什么要学习数学史
1.学习数学史能培养学生的数学思维
现在的数学教材都是经过了反复推敲的,语言非常精练简洁。为了保持知识的系统性,把教学内容按定义、定理、.证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过提问、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。
2.学习数学史能培养学生对数学学习的兴趣和数学家的优秀品质
学习数学史可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理’’。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。
3.学习数学史可以提高学生的美学修养
数学是美的,无数数学家都被这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,黄金分割同样十分优美和充满魅力。
二、数学史在中学数学中的地位
数学史是学习数学、认识数学的工具。人们要弄清数学概念、数学思想和方法的发展过程,增长对数学的通识,建立数学的整体意识,就必须运用数学史作为补充和指导。特别是,现代数学的体系犹如“茂密繁盛的森林",使人“站在外面窥不见它的全貌,深入内部又可能陷身迷津",数学史的作用就是指引方向的“路标殄,给人以启迪和明鉴。
数学史与数学哲学、科学哲学,与社会中、文化史的各个方面都有密切的联系,内容涉及什么是数学。。数学与人类思想的革新、数学和其他科学技术的关系。数学和社会进步等方面,不仅具有沟通文、理的性质,而且有助于深刻理解数学的文化内涵,对于培养文、理兼通,学、才、识兼备的数学专业人才有重要意义。因此,学习数学史是以素质教育为目标的数学教育的内在要求,它对于培养学生的人文主义精神以及数学观念、数学能力、数学整体意识有特殊意义。
三、数学史在中学数学中的作用
随着数学教学改革的逐步深入,数学史越来越受到数学教育教学工作者的重视。国际上成立了数学史与数学教育研究组,国内很多师范院校已将数学史作为数学专业的一门选修课或必修课,中学数学新课程标准中将数学史列为高中数学学习阶段的选修内容。不仅如此,初中数学课程各章中也介绍了有关的数学史,因此,数学史在数学教学中的重要作用逐渐凸显出来。
1.有利于帮助学生加深理解
数学教学的主要目的是要让学生理解掌握教学中所要求的数学概念,数学思想和数学方法。由于数学抽象的特点,其概念、方法和思想大都以抽象的形式出现,如何帮助学生理解接受并能掌握乃至应用这些数学概念、方法和思想,始终是数学教学中需要关注和值得探讨的问题。有多种途径可以帮助学生理解并掌握抽象的数学概念、方法和思想,这方面有很大的探索空间,而数学史在此可以发挥非常有效的作用。
2.有利于培养学生的创造性思维能力 .
数学论文和专著一般都是经过“包装"的,是按逻辑顺序,从定理出发组织内容,精心撰写的。那些数学真理,数学定理又是怎样被发现的?往往则很少涉及,而对于学习、研究和应用数学的人来说,这一点恰恰至关重要。我们知道笛卡儿有两本很重要的书《方法论》和《指导思维的法则》,他在书中就抱怨古希腊人只告诉你事情是什么,怎么证明,却没有告诉你事情是怎样发现的。于是笛卡儿企图找到一种发现真理的般法,让普通人也发现真理。 笛卡儿把他的方法叫“普遍数学",解析几何正是他将这种“普遍数学"实施于几何学时创造出来的工具。笛卡儿在批判古代希腊演绎思维模式的过程中,强调了数学真理的发现,致力于寻找发现数学真理的思维法则。这种怀疑传统与权威歹大胆思索创新的精神,正是我们要认真学习的。
3.有利于帮助学生增强自我探索精神
数学是人类文明的重要组成部分,是人类智慧的结晶,数学的历史像一条大河几乎贯穿了人类的整个文明史,数学今天的繁荣昌盛是千百年来无数先驱前赴后继、辛勤耕耘的结果。数学先驱们的严谨态度值得我们学习,他们的献身精神值得我们景仰,他们的经验教训值得我们借鉴,他们孜孜不倦、锲而不舍地追求真理的精神值得我们感动。
4.有利于激发学生学习数学的兴趣
数学是公认难学难教的科目,之所以这样,很重要的原因是我们的教学不能引起学生的兴趣。数学给学生的印象是枯燥乏味,抽象难懂。其实,数学本身是多姿多彩的。历史上数学与天文学、力学同根连枝,还与音乐、哲学等交织共生,现代学术界还常常争论数学是艺术还是科学?激发学生探索数学美妙的欲望。
数学史在数学教学中的作用远不止这些。数学史和数学教学息息相关,通过在数学教学中渗透数学史知识,可以帮助学生在学习、研究、应用数学的过程中逐步体会数学的文化价值,把学生对数学的“怕”转化成“爱”,从而全面提高数学乃至其他课程的教学质量。
参考文献
[1]刘洁民.数学史与数学教育[M].北京:北京师范大学出版社,2003.
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[3]汪晓勤.你需要数学史吗[M].数学教学,2002.4。
关键词:数学史;数学家;教育
一、激发学生学习数学的兴趣
目前数学教学的现状是:相当多的学生感到数学枯燥无味,认为数学是考试有用,考完无用的东西,孩子对电子游戏乐不思蜀。其中的原因就是在于其积极参与游戏,在创设的虚拟情景中解决问题,体会兴趣,因此兴趣是最好的老师。那么数学教师就要抓住学生这个年龄阶段的好奇、好知、好思、好问的心理,让其对数学产生兴趣。数学史新产生了重大的意义,有着生动鲜明,诗谜化的、艺术的“丢番图的墓志铭”:“行人啊,请稍驻足,这里埋葬着丢番图。上帝赋予他一生的六分之一,享受童年的幸福。再过十二分之一,两颊长胡。又过了七分之一,燃起结婚的蜡烛。贵子的降生盼了五年之久,可怜那迟到的宁馨儿,只活到父亲寿命的半数,便进入冰冷的坟墓,悲伤只有通过数学来消除。四年后,他自己也走完了人生旅途。”
我想当我们看到这则墓志铭时,有谁不会驻足,不会好奇丢番图的年龄,好奇的心灵驱使他们去思考,去问,对知识产生了明显的感知效果。一元一次方程的问题变得有趣,激起了学生感知的火花,形成了浓烈的感知、思维、联想的氛围,会收到意想不到的教学效果。这只是一个小小的应用数学史的例子,数学史中有许多能激发学生学习数学兴趣的知识,包括趣闻轶事、古代数学方法、历史起源等,如能好好利用,会产生事半功倍的效果。
二、培养学生的数学精神
要想培养学生的数学精神,不需要天天苦口婆心地说:“心要专,一心不能二用,不可以三天打鱼,两天晒网,要有恒心,实事求是的科学态度”而只需要一个小小的故事就能说明一切。
阿基米德有深厚的数学功底,酷爱数学,常常废寝忘食,有时一边吃饭,一边在火盆的灰烬中画着各种几何图形,思索着求解难题的方法,以至连饭冷了都不觉得。那时,人们有一种油擦身的习惯,阿基米德由于一边思考,一边擦油,所以擦着擦着竟用油在身上画起三角形来。
在第二次布匿战争时期,阿基米德利用杰出的科学技术为祖国效劳。当罗马军队偷袭成功,闯进叙拉古城,他仍聚精会神地看着画在地上的几何图形。当罗马士兵的利剑碰到阿基米德的鼻尖时,他才从数学王国里回过神来,毫无惧色,用手推开了剑,平静地说:“等一下杀我的头,再给我一会儿工夫,让我把这条几何定理证明完,可不能给后人留下一道还没有证出来的难题呀!”说完又沉思起来,继续研究着地上的几何图形。残暴而又愚蠢的士兵不由分说,一剑砍下去,这一剑不仅砍下了一位伟大的数学家的脑袋,也砍下了一条没有问世的“阿基米德定理”。
一个“等一下杀我的头”足可以体现数学家的敬业献身精神;同样牛顿的“我以为我没有吃饭,其实已吃过啦!”“专心研究忘了求婚”体现了其专心致志,敬业的精神;吴文俊的“让外国人跟我走”,让每个中国人感到自豪,体现了他的爱国主义的高尚情操;候振挺的“十年不辨饭香甜,马氏过程伴我眠。”体现其不畏艰难的精神气魄。
通过这些数学家的事迹,可以培养学生追求真理,实事求是的科学态度,鼓舞学生克服困难,顽强拼搏的勇气;影响学生,使学生的心胸开阔,大脑解放,从而形成健康向上的高尚情操,敬业献身的精神。我们虽不会相信一个数学故事或一本数学家传记就一定能造就一名数学家,但数学家的奋斗经历对学生的影响是无可否认的。
三、促进学生对数学的理解和对数学价值的认识
调查反映:初中生对数学的根本看法和认识是狭隘的,不完善的。狭隘的数学观使学生看不到数学在日常生活和社会活动中的重要地位、作用和功能。认为数学只是枯燥无味的公式和结论的堆积,数学认识活动也只是没完没了的、繁杂的计算和繁琐的论证。把“升学”作为学习数学的唯一动力,这些说明了长期的应试教育使学生歪曲了对数学的认识,而数学史的渗入可纠正学生的这种错误理解。
哈雷彗星的预测、电子计算机测量、运用圆周率检测精密仪器、天气预报所依据的大量专门知识、针码、条形码、磁卡等的存在并体现在设计系统内涉及多少复杂的数学,解决的编码和密码学问题,对数表对天文学的作用,数学与生物学、化学、物理学等学科之间的关系。让学生明白数学的作用,数学知识的广博,有着很高的价值,使其认识到数学不只是为升学才该学。
另外,数学史还能指导并丰富教师的课堂教学,构建数学史与人文之间的桥梁,展示数学美,启发学生的人格成长,有利于拓宽学生的视野,培养学生全方位的认知能力和思考弹性,这都需要我们在以后的学习工作中仔细体会、研究。
参考文献:
[1]汪晓勤,韩祥临.中学数学中的数学史[M].北京:科学出版社,2002:1-13,73-75.
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