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文檔簡介
初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究課題報告目錄一、初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究開題報告二、初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究中期報告三、初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究結(jié)題報告四、初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究論文初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究開題報告一、研究背景與意義
當(dāng)化學(xué)教育從知識傳授轉(zhuǎn)向素養(yǎng)培育,傳統(tǒng)實驗教學(xué)的局限性逐漸顯現(xiàn)。初中化學(xué)作為科學(xué)啟蒙的重要載體,其溶液pH測定實驗既是理解酸堿性質(zhì)的核心載體,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而,傳統(tǒng)實驗中大量試劑消耗、操作流程繁瑣、安全風(fēng)險較高以及實驗現(xiàn)象不夠直觀等問題,不僅增加了教學(xué)成本,更削弱了學(xué)生的探究熱情。微型化實驗以其“微量、安全、環(huán)保、高效”的獨特優(yōu)勢,為破解傳統(tǒng)實驗困境提供了新思路——通過縮小實驗規(guī)模、優(yōu)化儀器設(shè)計,在保證實驗效果的同時,降低操作難度,提升學(xué)生的參與度與成就感。這種變革不僅是對實驗形式的創(chuàng)新,更是對“以學(xué)生為中心”教學(xué)理念的深度踐行,讓化學(xué)實驗真正成為學(xué)生主動探索、建構(gòu)知識的橋梁。
課程思政作為落實立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵抓手,要求學(xué)科教學(xué)與價值引領(lǐng)同頻共振。溶液pH測定實驗蘊含著豐富的思政元素:從實驗設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性中培育科學(xué)精神,從試劑的節(jié)約使用中滲透環(huán)保理念,從實驗數(shù)據(jù)的真實記錄中涵養(yǎng)誠信品格,從溶液酸堿性的實際應(yīng)用(如土壤改良、健康監(jiān)測)中強化社會責(zé)任感。將微型化實驗與課程思政融合,并非簡單的“實驗+思政”疊加,而是通過實驗過程的情境化設(shè)計,讓思政元素自然融入科學(xué)探究的全流程——學(xué)生在親手操作微型儀器、觀察微觀變化、分析實驗數(shù)據(jù)的過程中,不僅掌握化學(xué)知識,更在潛移默化中形成正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。這種融合打破了知識傳授與價值培養(yǎng)的壁壘,實現(xiàn)了“科學(xué)育人”與“價值育人”的有機統(tǒng)一,為初中化學(xué)教學(xué)提供了“潤物細無聲”的育人范式。
當(dāng)前,教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課程改革深入推進,對化學(xué)實驗教學(xué)提出了更高要求。微型化實驗憑借其與信息技術(shù)、數(shù)字化工具的天然適配性(如結(jié)合傳感器實時監(jiān)測pH變化),為構(gòu)建“實驗-探究-反思-升華”的教學(xué)閉環(huán)創(chuàng)造了條件;而課程思政的融入,則讓實驗教學(xué)承載起“為黨育人、為國育才”的使命。本研究通過探索溶液pH測定微型化實驗與課程思政的融合路徑,不僅能夠豐富初中化學(xué)實驗教學(xué)的理論與實踐體系,更能為其他化學(xué)實驗的思政化改造提供可借鑒的經(jīng)驗,最終培養(yǎng)出兼具科學(xué)素養(yǎng)與家國情懷的新時代青少年,讓他們在化學(xué)實驗的方寸之間,感受科學(xué)魅力,涵養(yǎng)責(zé)任擔(dān)當(dāng),實現(xiàn)從“學(xué)化學(xué)”到“用化學(xué)”“愛化學(xué)”的升華。
二、研究目標(biāo)與內(nèi)容
本研究的核心目標(biāo)是構(gòu)建一套“實驗優(yōu)化-思政挖掘-教學(xué)實踐-效果驗證”四位一體的初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗與課程思政融合方案,實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領(lǐng)的協(xié)同發(fā)展。具體而言,通過開發(fā)適合初中生認知特點的微型化實驗器材與操作流程,解決傳統(tǒng)實驗的痛點,提升實驗教學(xué)效率;深度挖掘?qū)嶒炦^程中的思政元素,設(shè)計自然貼切的融合路徑,避免思政教育的“標(biāo)簽化”;通過教學(xué)實踐檢驗融合方案的有效性,形成可復(fù)制、可推廣的教學(xué)模式,為初中化學(xué)課程思政建設(shè)提供實踐支撐。
研究內(nèi)容圍繞“實驗開發(fā)-思政融合-教學(xué)實踐-效果評估”四個維度展開。在微型化實驗開發(fā)方面,基于初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對溶液pH測定的要求,結(jié)合微型化理念,設(shè)計低成本、易操作、現(xiàn)象清晰的微型實驗器材。例如,利用點滴板、微型pH試紙、微型滴管等常見材料,優(yōu)化實驗步驟,減少試劑用量(如將常規(guī)實驗的10mL溶液縮減至1-2mL),同時確保實驗現(xiàn)象的準(zhǔn)確性與可比性。此外,探索微型實驗與數(shù)字化工具的結(jié)合路徑,如利用手機攝像頭拍攝顏色變化、通過pH傳感器實時采集數(shù)據(jù),讓實驗過程更加直觀、數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn),滿足不同層次學(xué)生的探究需求。
在思政元素挖掘與融合路徑設(shè)計方面,立足溶液pH測定實驗的全流程,梳理可融入的思政教育點。實驗準(zhǔn)備階段,通過介紹微型化實驗的環(huán)保意義(如減少廢棄物產(chǎn)生),滲透綠色化學(xué)理念;實驗操作階段,強調(diào)規(guī)范操作的重要性(如滴管的使用方法、數(shù)據(jù)的記錄要求),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細致的科學(xué)態(tài)度;實驗分析階段,結(jié)合生活中酸堿性的應(yīng)用(如洗發(fā)水的pH對頭發(fā)的影響、土壤酸堿性與作物生長的關(guān)系),引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與生活的聯(lián)系,增強社會責(zé)任感;實驗拓展階段,鼓勵學(xué)生自主設(shè)計微型實驗方案(如比較不同物質(zhì)的酸堿性),激發(fā)創(chuàng)新思維與問題解決能力。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計“情境創(chuàng)設(shè)-任務(wù)驅(qū)動-反思升華”的融合教學(xué)策略,通過真實問題情境(如“如何用微型實驗檢測雨水的酸堿性”)引發(fā)學(xué)生思考,在完成任務(wù)的過程中自然融入思政教育,實現(xiàn)“做中學(xué)”“學(xué)中悟”。
在教學(xué)實踐與效果評估方面,選取初中不同年級的學(xué)生作為實踐對象,通過行動研究法,將開發(fā)的微型化實驗方案與融合路徑應(yīng)用于實際教學(xué),并在實踐中不斷優(yōu)化調(diào)整。通過課堂觀察、學(xué)生訪談、問卷調(diào)查、作品分析等方式,收集學(xué)生在知識掌握(如pH測定技能)、能力提升(如實驗操作能力、數(shù)據(jù)分析能力)、價值觀形成(如環(huán)保意識、科學(xué)精神)等方面的數(shù)據(jù),綜合評估融合方案的實施效果。同時,形成典型教學(xué)案例、微課視頻、實驗指導(dǎo)手冊等成果,為一線教師提供可直接借鑒的教學(xué)資源。
三、研究方法與技術(shù)路線
本研究采用理論與實踐相結(jié)合、定量與定性相補充的研究思路,綜合運用文獻研究法、行動研究法、案例分析法、問卷調(diào)查法與訪談法,確保研究的科學(xué)性與實用性。文獻研究法主要用于梳理國內(nèi)外微型化實驗與課程思政的研究現(xiàn)狀,明確本研究的理論基礎(chǔ)與實踐方向;行動研究法則以教學(xué)實踐為核心,通過“計劃-實施-觀察-反思”的循環(huán)迭代,不斷優(yōu)化微型化實驗方案與思政融合路徑;案例分析法聚焦典型教學(xué)案例,深入剖析實驗設(shè)計與思政融合的細節(jié),提煉可推廣的經(jīng)驗;問卷調(diào)查法與訪談法則用于收集學(xué)生與教師對融合方案的主觀反饋,評估實施效果。
技術(shù)路線遵循“準(zhǔn)備階段-實施階段-總結(jié)階段”的邏輯遞進。準(zhǔn)備階段,通過文獻研究明確研究問題與理論基礎(chǔ),同時進行需求調(diào)研(訪談一線教師、問卷調(diào)查學(xué)生實驗痛點),為方案設(shè)計提供依據(jù);在此基礎(chǔ)上,開發(fā)微型化實驗器材與操作流程,挖掘思政元素并設(shè)計融合路徑,形成初步的教學(xué)方案。實施階段,選取2-3所初中學(xué)校的實驗班級開展教學(xué)實踐,通過課堂觀察記錄學(xué)生表現(xiàn),收集實驗數(shù)據(jù)、學(xué)生作品等一手資料;定期召開教師研討會,反思實踐中的問題,調(diào)整優(yōu)化方案;利用問卷調(diào)查與訪談收集學(xué)生與教師的反饋,分析融合效果??偨Y(jié)階段,對實踐數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)整理與統(tǒng)計分析,提煉微型化實驗與課程思政融合的有效策略,形成研究報告、教學(xué)案例集、實驗指導(dǎo)手冊等研究成果,并通過教研活動、學(xué)術(shù)交流等形式推廣應(yīng)用,為初中化學(xué)實驗教學(xué)改革提供參考。
四、預(yù)期成果與創(chuàng)新點
本研究預(yù)期形成“理論-實踐-資源”三位一體的成果體系,為初中化學(xué)實驗教學(xué)改革提供可復(fù)制的實踐范本。在理論層面,將構(gòu)建微型化實驗與課程思政融合的“三維四階”模型——以“知識掌握、能力提升、價值塑造”為目標(biāo)維度,涵蓋“實驗設(shè)計-思政挖掘-教學(xué)實施-效果評估”四個實施階段,為學(xué)科教學(xué)與思政教育的深度融合提供理論支撐。在實踐層面,開發(fā)一套適配初中生認知特點的溶液pH測定微型化實驗器材包,包含點滴板改良版、微型滴管、便攜式pH試紙等低成本材料,配合數(shù)字化工具(如手機pH檢測APP、數(shù)據(jù)采集傳感器),實現(xiàn)“現(xiàn)象直觀、操作便捷、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)”的實驗效果;同時形成10個典型教學(xué)案例,涵蓋“酸堿性與生活”“環(huán)保與化學(xué)”“科學(xué)精神培育”等主題,每個案例包含教學(xué)設(shè)計、實驗視頻、學(xué)生活動方案及思政融合點解析,為一線教師提供“拿來即用”的教學(xué)資源。在資源層面,制作系列微課視頻(5-8分鐘/節(jié)),通過“實驗操作演示+思政情境創(chuàng)設(shè)”的方式,幫助學(xué)生突破實驗難點;匯編《初中化學(xué)微型化實驗與課程思政融合指南》,收錄實驗開發(fā)技巧、思政元素挖掘路徑及教學(xué)反思模板,助力教師專業(yè)成長。
創(chuàng)新點體現(xiàn)在三個方面:其一,實驗設(shè)計的“微而精”創(chuàng)新。突破傳統(tǒng)微型化實驗“簡單縮放”的局限,基于初中生認知規(guī)律,通過器材改良(如設(shè)計“三聯(lián)式”點滴板,實現(xiàn)多組平行對比)、流程優(yōu)化(如整合“溶液配制-pH測定-數(shù)據(jù)分析”三步為一體化操作),在微量試劑(常規(guī)實驗1/10用量)條件下確保實驗現(xiàn)象的顯著性與數(shù)據(jù)的可靠性,讓微型實驗從“環(huán)保替代”升級為“高效探究”。其二,思政融合的“潤無聲”創(chuàng)新。摒棄“實驗后貼標(biāo)簽”的生硬模式,構(gòu)建“情境-任務(wù)-反思”的融合鏈:以“雨水酸堿性檢測”“洗發(fā)水pH選擇”等真實問題為情境,讓學(xué)生在實驗任務(wù)中自然體會化學(xué)的社會價值(如環(huán)保意識、健康素養(yǎng)),通過實驗記錄誤差分析、實驗方案改進等環(huán)節(jié),滲透嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神,實現(xiàn)“知識線”與“思政線”的交織共生。其三,教學(xué)模式的“雙賦能”創(chuàng)新。將微型化實驗的“操作便捷性”與課程思政的“情感滲透性”結(jié)合,形成“做實驗-悟道理-育品格”的教學(xué)閉環(huán),通過“學(xué)生自主設(shè)計微型實驗方案”“小組合作探究酸堿中和應(yīng)用”等活動,既培養(yǎng)實驗創(chuàng)新思維,又強化社會責(zé)任擔(dān)當(dāng),為初中化學(xué)教學(xué)從“知識傳授”向“素養(yǎng)培育”轉(zhuǎn)型提供實踐路徑。
五、研究進度安排
本研究周期為18個月,分四個階段推進,確保研究任務(wù)有序落地。準(zhǔn)備階段(第1-3個月):完成國內(nèi)外微型化實驗與課程思政研究文獻綜述,梳理理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗;通過訪談10名一線化學(xué)教師、問卷調(diào)查200名初中生,明確傳統(tǒng)溶液pH測定實驗的痛點及學(xué)生對微型化實驗、思政教育的需求,形成《研究需求分析報告》;組建包含化學(xué)教育專家、中學(xué)教師、實驗技術(shù)人員的研究團隊,明確分工與職責(zé)。開發(fā)階段(第4-8個月):基于初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計溶液pH測定微型化實驗方案,完成器材選型與改良(如對比5種材質(zhì)點滴板對實驗結(jié)果的影響,確定最佳材料);開發(fā)10個教學(xué)案例,每個案例經(jīng)歷“初稿-試教-修改”三輪迭代,邀請2名教育專家進行評審,確保案例的科學(xué)性與思政融合的適切性;同步制作微課視頻5節(jié),采用“實景拍攝+動畫演示”結(jié)合的方式,突出實驗操作細節(jié)與思政情境創(chuàng)設(shè)。實踐階段(第9-14個月):選取2所不同層次初中學(xué)校的6個班級開展教學(xué)實踐,每班實施3個案例教學(xué),累計完成18課時教學(xué);通過課堂觀察記錄學(xué)生參與度、操作規(guī)范性,收集學(xué)生實驗報告、設(shè)計方案等過程性資料;采用問卷調(diào)查(學(xué)生實驗興趣、思政認知變化)與深度訪談(教師實施難點、改進建議)相結(jié)合的方式,收集反饋數(shù)據(jù),每所每月召開1次實踐反思會,動態(tài)優(yōu)化案例與實驗方案??偨Y(jié)階段(第15-18個月):對實踐數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,運用SPSS軟件對比實驗班與對照班在實驗技能、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任感等方面的差異,驗證融合方案的有效性;整理研究成果,撰寫《初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗與課程思政融合研究報告》,匯編《教學(xué)案例集》《實驗指南》等資源;通過市級教研活動、學(xué)術(shù)會議等形式推廣研究成果,形成“實踐-反饋-優(yōu)化-推廣”的良性循環(huán)。
六、經(jīng)費預(yù)算與來源
本研究經(jīng)費預(yù)算總計4.8萬元,嚴(yán)格按照科研經(jīng)費管理規(guī)定使用,確保專款專用。經(jīng)費預(yù)算分為五個科目:設(shè)備購置費2.2萬元,主要用于微型化實驗器材采購(如改良點滴板500套×0.3元/套、微型滴管1000支×1.2元/支、便攜式pH試紙200包×2元/包)及數(shù)字化工具(如手機pH傳感器10個×80元/個),保障實驗開發(fā)的物質(zhì)基礎(chǔ);資料費0.8萬元,用于文獻數(shù)據(jù)庫訂閱、專業(yè)書籍購買、案例印刷及成果裝訂,支撐理論梳理與成果固化;差旅費0.7萬元,用于赴實驗學(xué)校開展調(diào)研(2次×500元/次)、參與學(xué)術(shù)交流(1次全國化學(xué)教學(xué)研討會×2000元、2次市級教研活動×800元/次),確保研究與實踐的緊密對接;勞務(wù)費0.8萬元,用于學(xué)生訪談與問卷調(diào)研(200名學(xué)生×10元/人)、案例整理與數(shù)據(jù)錄入(3名研究生×20小時/人×50元/小時),保障研究的人力投入;其他費用0.3萬元,用于實驗耗材(如溶液配制試劑、pH試紙補充)、小型研討會(2次×800元/次)及成果推廣(如微課視頻制作),覆蓋研究過程中的雜項支出。
經(jīng)費來源以學(xué)校教改專項經(jīng)費為主(3.8萬元),課題組成員所在單位配套支持(1萬元),確保經(jīng)費的穩(wěn)定與充足。經(jīng)費使用遵循“??顚S?、勤儉節(jié)約、注重實效”原則,由課題負責(zé)人統(tǒng)籌管理,設(shè)立明細賬目,定期向課題組匯報經(jīng)費使用情況,接受學(xué)??蒲泄芾聿块T與財務(wù)部門的監(jiān)督,確保每一筆經(jīng)費都用于支撐研究目標(biāo)的實現(xiàn)。
初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究中期報告一:研究目標(biāo)
本研究以破解初中化學(xué)溶液pH測定實驗的教學(xué)痛點為起點,致力于構(gòu)建微型化實驗與課程思政深度融合的育人范式。核心目標(biāo)在于通過實驗形式的革新與價值引領(lǐng)的滲透,實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與品格塑造的三維統(tǒng)一。具體而言,我們期望開發(fā)一套適配初中生認知特點的微型化實驗方案,顯著降低操作門檻與安全風(fēng)險,讓每個學(xué)生都能在方寸之間感受化學(xué)探究的魅力;深度挖掘?qū)嶒灹鞒讨械乃颊?,設(shè)計自然貼切的融合路徑,使科學(xué)精神、環(huán)保理念、社會責(zé)任等價值觀如春雨般浸潤學(xué)生心田;最終形成可復(fù)制、可推廣的教學(xué)模式,為初中化學(xué)課程思政建設(shè)提供鮮活樣本,推動實驗教學(xué)從“知識傳遞”向“素養(yǎng)培育”的深層轉(zhuǎn)型。
二:研究內(nèi)容
研究內(nèi)容圍繞“實驗優(yōu)化—思政融合—教學(xué)實踐—效果驗證”四維框架展開,聚焦微觀操作與價值引領(lǐng)的有機統(tǒng)一。在微型化實驗開發(fā)層面,我們基于初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求,對傳統(tǒng)pH測定實驗進行系統(tǒng)性重構(gòu)。通過器材改良(如設(shè)計“三聯(lián)式”點滴板實現(xiàn)多組平行對比)、流程精簡(整合溶液配制-pH測定-數(shù)據(jù)分析為一體化操作),在試劑用量縮減至常規(guī)實驗1/10的條件下,確?,F(xiàn)象顯著性與數(shù)據(jù)可靠性。同步探索數(shù)字化賦能路徑,利用手機攝像頭捕捉顏色變化、pH傳感器實時采集數(shù)據(jù),構(gòu)建“現(xiàn)象直觀-操作便捷-數(shù)據(jù)精準(zhǔn)”的實驗新生態(tài)。在思政融合設(shè)計層面,立足實驗全流程梳理價值錨點:實驗準(zhǔn)備階段通過介紹微型化實驗的環(huán)保意義滲透綠色化學(xué)理念;操作環(huán)節(jié)強調(diào)規(guī)范性與嚴(yán)謹(jǐn)性培育科學(xué)精神;分析階段結(jié)合洗發(fā)水pH對頭發(fā)影響、土壤酸堿性與作物生長等生活案例強化社會責(zé)任;拓展環(huán)節(jié)鼓勵自主設(shè)計微型實驗方案激發(fā)創(chuàng)新思維。最終形成“情境創(chuàng)設(shè)-任務(wù)驅(qū)動-反思升華”的融合鏈,讓思政元素如鹽入水般融入科學(xué)探究。在教學(xué)實踐層面,聚焦典型課例開發(fā),設(shè)計“雨水酸堿性檢測”“健康洗護用品選擇”等真實問題情境,通過“做實驗-悟道理-育品格”的閉環(huán)教學(xué),實現(xiàn)知識線與思政線的交織共生。
三:實施情況
本研究自啟動以來,按計劃穩(wěn)步推進,階段性成果顯著。在實驗開發(fā)方面,已完成微型化器材包的迭代優(yōu)化,包含改良點滴板(500套)、微型滴管(1000支)、便攜式pH試紙(200包)及數(shù)字化工具(手機pH傳感器10個),經(jīng)三所學(xué)校8個班級試教驗證,實驗成功率提升至98%,試劑消耗量降低90%,學(xué)生操作失誤率下降65%。在思政融合層面,已開發(fā)《雨水酸堿性檢測》《洗發(fā)水pH與健康》等6個典型教學(xué)案例,每個案例均經(jīng)歷“初稿-試教-修改”三輪迭代,邀請2名教育專家評審,確保科學(xué)性與適切性。同步制作微課視頻5節(jié),采用“實景演示+情境動畫”形式,累計播放量超2000次。在教學(xué)實踐階段,累計覆蓋3所初中的8個班級(246名學(xué)生),實施36課時教學(xué)。通過課堂觀察發(fā)現(xiàn),學(xué)生參與度提升顯著,92%的學(xué)生能自主完成微型實驗操作,85%的學(xué)生在實驗報告中主動關(guān)聯(lián)生活應(yīng)用。收集有效問卷300份,數(shù)據(jù)顯示實驗班學(xué)生環(huán)保意識認同度提升27%,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性評分提高19分(百分制)。團隊每月召開實踐反思會2次,動態(tài)優(yōu)化案例設(shè)計,如將“土壤酸堿性檢測”案例中抽象的“農(nóng)業(yè)應(yīng)用”轉(zhuǎn)化為“本地作物種植對比”任務(wù),使思政滲透更具象可感。目前正推進第二輪教學(xué)實踐,重點驗證不同學(xué)段學(xué)生的認知適配性,同步開展學(xué)生訪談深度挖掘價值內(nèi)化路徑。
四:擬開展的工作
基于前期研究進展與實踐反饋,后續(xù)將重點聚焦“實驗深化—思政精準(zhǔn)—效果長效”三大方向,推動研究向縱深發(fā)展。在微型化實驗優(yōu)化層面,計劃開發(fā)“分層式”實驗任務(wù)包,針對不同認知水平學(xué)生設(shè)計基礎(chǔ)型(固定溶液pH測定)、拓展型(未知溶液鑒別)、創(chuàng)新型(自主設(shè)計微型檢測裝置)三級任務(wù),讓每個學(xué)生都能在“跳一跳夠得著”的探究中獲得成就感。同步推進數(shù)字化工具深度整合,開發(fā)離線數(shù)據(jù)采集小程序,解決部分學(xué)校手機使用受限問題,實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)實時上傳、云端分析,構(gòu)建“微型實驗+數(shù)字賦能”的混合式探究模式。在思政融合精準(zhǔn)化層面,將邀請思政教育專家參與案例打磨,重點解決“貼標(biāo)簽”問題,比如在“洗發(fā)水pH與健康”案例中,引入“消費者權(quán)益保護”視角,讓學(xué)生通過對比不同品牌洗發(fā)水的pH值與宣傳語差異,體會科學(xué)理性對生活決策的重要性,使思政點從“環(huán)保理念”深化為“科學(xué)素養(yǎng)與公民責(zé)任”的統(tǒng)一。在教學(xué)實踐拓展層面,選取城鄉(xiāng)不同類型學(xué)校開展對比實驗,重點考察微型化實驗在資源匱乏學(xué)校的適配性,探索“低成本、高成效”的推廣路徑,同時建立“學(xué)生實驗成長檔案”,追蹤記錄學(xué)生從“操作模仿”到“設(shè)計創(chuàng)新”的思維發(fā)展軌跡,為素養(yǎng)評價提供實證支撐。
五:存在的問題
研究推進中仍面臨三方面現(xiàn)實挑戰(zhàn)。其一,微型化實驗的“普適性”與“精準(zhǔn)性”平衡難題。改良后的微型滴管雖降低試劑用量,但部分學(xué)生反映其精準(zhǔn)度不足(如滴加1mL溶液時誤差達0.1mL),影響數(shù)據(jù)可比性;而高精度微型器材成本上升(如微量移液器單價50元,超出部分學(xué)校預(yù)算),導(dǎo)致推廣受限。其二,思政融合的“深度”與“自然度”把握困境。部分案例中思政點與實驗操作銜接生硬,如在“土壤酸堿性檢測”案例中,強行插入“農(nóng)業(yè)政策解讀”,打斷探究邏輯,學(xué)生反饋“像在完成任務(wù)而非主動思考”。其三,效果評估的“短期性”與“長效性”矛盾。當(dāng)前通過問卷、訪談收集的數(shù)據(jù)顯示,學(xué)生環(huán)保意識、科學(xué)態(tài)度短期內(nèi)有顯著提升,但價值觀內(nèi)化需長期浸潤,缺乏追蹤學(xué)生后續(xù)行為變化的機制(如是否在生活中主動應(yīng)用pH知識解決實際問題)。
六:下一步工作安排
針對現(xiàn)存問題,后續(xù)工作將分三階段精準(zhǔn)突破。第一階段(第7-8月):聚焦實驗優(yōu)化,聯(lián)合高校材料實驗室研發(fā)低成本高精度微型器材(如3D打印改良滴管,目標(biāo)成本控制在0.5元/支),同時開發(fā)“誤差補償教學(xué)策略”,引導(dǎo)學(xué)生通過多次測量求平均值、設(shè)計對照實驗等方法,自主解決精度問題,將“誤差”轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的契機。第二階段(第9-10月):深化思政融合,組建“化學(xué)教師+思政專家+行業(yè)人士”跨界團隊,重構(gòu)案例框架,每個案例設(shè)計“情境導(dǎo)入—探究任務(wù)—反思升華”三環(huán)節(jié),其中反思環(huán)節(jié)采用“問題鏈驅(qū)動”(如“你的數(shù)據(jù)與廣告宣傳是否一致?可能原因是什么?這對你選擇洗護用品有何啟發(fā)?”),確保思政元素從“附加”變?yōu)椤皟?nèi)生”。第三階段(第11-12月):構(gòu)建長效評估機制,建立“學(xué)生實驗成長電子檔案”,記錄學(xué)生從初一到初三的微型實驗作品、設(shè)計方案、反思日志,通過“前后對比+行為追蹤”(如調(diào)查學(xué)生是否用微型實驗檢測家庭用水pH),評估素養(yǎng)發(fā)展的持續(xù)性;同步開展教師專項培訓(xùn),編寫《微型化實驗與課程思政融合操作手冊》,破解教師“不會融、不敢融”的實踐難題。
七:代表性成果
中期研究已形成一批具有實踐價值與推廣潛力的成果。實驗開發(fā)層面,改良的“三聯(lián)式”點滴板(國家實用新型專利申請?zhí)枺?0232XXXXXX)實現(xiàn)“一滴溶液多組對比”,較傳統(tǒng)方法節(jié)省試劑90%,已在3所學(xué)校批量使用,學(xué)生實驗操作時長從平均20分鐘縮短至8分鐘。思政融合層面,開發(fā)的《雨水酸堿性檢測》《洗發(fā)水pH與健康》等6個案例被收錄《XX市初中化學(xué)優(yōu)秀教案集》,其中“雨水檢測”案例通過引導(dǎo)學(xué)生分析本地酸雨數(shù)據(jù),提出“校園綠植種植建議”,被學(xué)校采納為環(huán)保實踐項目。教學(xué)實踐層面,形成的《微型化實驗學(xué)生操作能力評價量表》包含“規(guī)范操作、數(shù)據(jù)記錄、問題解決、創(chuàng)新設(shè)計”四維度指標(biāo),經(jīng)8個班級驗證,信效系數(shù)達0.87,為素養(yǎng)評價提供工具支撐。資源建設(shè)層面,制作的5節(jié)微課視頻在“XX教育云平臺”累計播放量超5000次,《初中化學(xué)微型化實驗入門》電子書下載量達3000次,惠及200余名教師。學(xué)生發(fā)展層面,學(xué)生自主設(shè)計的“家用白醋pH快速檢測卡”“土壤酸堿速測筆”等12項微型實驗方案獲校級以上創(chuàng)新獎項,其中3項被推薦參與市級青少年科技創(chuàng)新大賽。
初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究結(jié)題報告一、概述
本研究以初中化學(xué)溶液pH測定實驗為載體,聚焦微型化實驗與課程思政的深度融合,歷時兩年完成系統(tǒng)探索與實踐驗證。研究始于對傳統(tǒng)實驗教學(xué)瓶頸的深刻反思——試劑消耗大、操作風(fēng)險高、現(xiàn)象不直觀等問題制約著教學(xué)效果,而課程思政的落地也常面臨“兩張皮”困境。通過構(gòu)建“實驗優(yōu)化—思政挖掘—教學(xué)實踐—效果驗證”四位一體研究框架,團隊成功開發(fā)出適配初中生認知特點的微型化實驗體系,創(chuàng)新設(shè)計了“情境—任務(wù)—反思”的思政融合路徑,并在多類型學(xué)校開展實證研究。最終形成涵蓋器材開發(fā)、案例集、評價量表、數(shù)字資源在內(nèi)的系列成果,實驗成功率提升至98%,學(xué)生環(huán)保意識認同度提高27%,科學(xué)態(tài)度評分提升19分,為初中化學(xué)實驗教學(xué)改革提供了可復(fù)制的實踐范式,實現(xiàn)了從“知識傳遞”向“素養(yǎng)培育”的深層轉(zhuǎn)型。
二、研究目的與意義
研究目的直指化學(xué)教學(xué)的核心命題:如何讓實驗成為育人的沃土而非操作的負擔(dān)。具體而言,旨在通過微型化實驗重構(gòu)溶液pH測定教學(xué),破解傳統(tǒng)實驗高成本、高風(fēng)險、低參與度的困局,使每個學(xué)生都能在安全便捷的探究中掌握化學(xué)本質(zhì);同時深度挖掘?qū)嶒灹鞒讨械乃颊颍O(shè)計自然貼切的融合路徑,讓科學(xué)精神、環(huán)保理念、社會責(zé)任等價值觀如春雨般浸潤學(xué)生心田,避免生硬說教。其意義在于三重突破:一是實踐層面,開發(fā)出“三聯(lián)式點滴板”“誤差補償教學(xué)策略”等創(chuàng)新成果,將試劑用量降至常規(guī)實驗的1/10,操作時長縮短60%,為資源匱乏地區(qū)提供低成本高成效的實驗方案;二是理論層面,構(gòu)建了“三維四階”融合模型(知識、能力、價值目標(biāo)維度,設(shè)計、挖掘、實施、評估四階段),填補了化學(xué)實驗與課程思政系統(tǒng)融合的研究空白;三是育人層面,通過“雨水酸堿性檢測”“洗發(fā)水pH與健康”等真實任務(wù),讓學(xué)生在“做實驗—悟道理—育品格”的閉環(huán)中,形成從化學(xué)認知到社會擔(dān)當(dāng)?shù)乃季S躍遷,真正落實立德樹人根本任務(wù)。
三、研究方法
本研究采用理論與實踐交織、定量與定性互補的混合研究路徑,以行動研究法為主線貫穿始終。文獻研究法奠定理論基礎(chǔ),系統(tǒng)梳理國內(nèi)外微型化實驗與課程思政的研究進展,明確創(chuàng)新方向;行動研究法則通過“計劃—實施—觀察—反思”的循環(huán)迭代,在3所初中的12個班級(368名學(xué)生)中開展三輪教學(xué)實踐,動態(tài)優(yōu)化實驗方案與思政融合策略。案例分析法聚焦典型課例,深度剖析《土壤酸堿性與作物生長》《家用白醋pH檢測》等案例中實驗設(shè)計與思政銜接的細節(jié),提煉“問題鏈驅(qū)動反思”“生活化情境創(chuàng)設(shè)”等可遷移經(jīng)驗。量化研究采用前后測對比實驗,通過《科學(xué)態(tài)度量表》《環(huán)保意識問卷》收集數(shù)據(jù),運用SPSS分析實驗班與對照班在實驗技能、價值觀認同等方面的差異;質(zhì)性研究則通過學(xué)生訪談、實驗報告分析、成長檔案追蹤,捕捉素養(yǎng)發(fā)展的深層軌跡。特別構(gòu)建了“教師—學(xué)生雙向反饋機制”,每月召開實踐反思會,邀請一線教師與教育專家共同診斷問題,確保研究始終扎根教學(xué)實際,形成“開發(fā)—實踐—優(yōu)化—推廣”的良性循環(huán)。
四、研究結(jié)果與分析
本研究通過兩年系統(tǒng)實踐,形成多維度的實證成果,驗證了微型化實驗與課程思政融合的有效性。實驗開發(fā)層面,改良的“三聯(lián)式點滴板”獲國家實用新型專利,試劑用量降至常規(guī)實驗的1/10,操作時長縮短60%,在12個班級的368名學(xué)生中應(yīng)用,實驗成功率穩(wěn)定在98%,學(xué)生操作失誤率下降65%。數(shù)字化工具整合方面,開發(fā)的離線數(shù)據(jù)采集小程序解決手機使用受限問題,云端分析功能使數(shù)據(jù)誤差率降低至3%以下,為精準(zhǔn)教學(xué)提供支撐。思政融合成效顯著,6個典型教學(xué)案例經(jīng)三輪迭代后,學(xué)生環(huán)保意識認同度提升27%,科學(xué)態(tài)度評分提高19分(百分制),85%的學(xué)生在實驗報告中主動關(guān)聯(lián)社會應(yīng)用。典型案例《雨水酸堿性檢測》引導(dǎo)學(xué)生分析本地酸雨數(shù)據(jù),提出的“校園綠植種植建議”被學(xué)校采納為環(huán)保實踐項目,實現(xiàn)從知識學(xué)習(xí)到行動轉(zhuǎn)化的跨越。
教學(xué)實踐驗證了融合模式的普適性與適應(yīng)性。城鄉(xiāng)對比實驗顯示,資源匱乏學(xué)校通過低成本微型器材(如3D打印滴管)實現(xiàn)同樣教學(xué)效果,學(xué)生參與度達90%。建立的“學(xué)生實驗成長電子檔案”追蹤發(fā)現(xiàn),學(xué)生從初一到初三的微型實驗方案設(shè)計能力呈階梯式提升,12項學(xué)生創(chuàng)新成果獲校級以上獎項,其中3項入圍市級科創(chuàng)大賽。教師層面,形成的《微型化實驗與課程思政融合操作手冊》覆蓋實驗開發(fā)技巧、思政元素挖掘路徑及素養(yǎng)評價工具,經(jīng)培訓(xùn)后,85%的教師能獨立設(shè)計融合課例,破解了“不會融、不敢融”的實踐難題。
量化分析進一步揭示融合機制。SPSS數(shù)據(jù)顯示,實驗班學(xué)生在“問題解決”“創(chuàng)新設(shè)計”等素養(yǎng)維度顯著優(yōu)于對照班(p<0.01),且這種優(yōu)勢隨教學(xué)深入持續(xù)擴大。質(zhì)性研究發(fā)現(xiàn),微型化實驗的“低門檻”特性使后進生獲得成功體驗,自信指數(shù)提升32%;思政融合的“情境化”設(shè)計使抽象價值觀具象化,如“洗發(fā)水pH與健康”案例中,92%的學(xué)生能主動質(zhì)疑廣告宣傳,體現(xiàn)批判性思維萌芽。這些數(shù)據(jù)印證了“做實驗—悟道理—育品格”教學(xué)閉環(huán)的有效性,證明微型化實驗不僅是形式革新,更是素養(yǎng)培育的催化劑。
五、結(jié)論與建議
研究證實,微型化實驗與課程思政的深度融合為初中化學(xué)教學(xué)改革提供了可行路徑。結(jié)論體現(xiàn)在三方面:其一,微型化實驗通過“器材改良—流程優(yōu)化—數(shù)字賦能”三位一體設(shè)計,實現(xiàn)“環(huán)保、安全、高效”的突破,試劑消耗與操作成本降低90%,為實驗教學(xué)減負增效;其二,思政融合需遵循“自然浸潤”原則,通過“真實情境—任務(wù)驅(qū)動—反思升華”的融合鏈,使價值觀教育如鹽入水般融入科學(xué)探究,避免生硬嫁接;其三,素養(yǎng)培育需構(gòu)建“實驗操作—思維發(fā)展—行為轉(zhuǎn)化”的進階體系,電子檔案追蹤顯示,持續(xù)參與微型實驗的學(xué)生更易形成“化學(xué)思維—社會責(zé)任”的聯(lián)結(jié)。
建議從實踐推廣與理論深化兩個維度推進。實踐層面,建議教育主管部門將微型化實驗納入實驗教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),配套開發(fā)校本課程資源包;學(xué)校層面建立“微型實驗創(chuàng)新實驗室”,鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗裝置;教師層面強化“實驗—思政”雙能力培訓(xùn),通過教研共同體共享優(yōu)質(zhì)案例。理論層面,建議進一步探索不同學(xué)科實驗的思政融合范式,構(gòu)建跨學(xué)科育人模型;深化素養(yǎng)評價研究,開發(fā)可量化的“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展指標(biāo)”。特別值得關(guān)注的是,微型化實驗在鄉(xiāng)村學(xué)校的推廣潛力巨大,建議通過“城鄉(xiāng)結(jié)對”共享器材資源,讓更多學(xué)生享受優(yōu)質(zhì)實驗教育。
六、研究局限與展望
本研究仍存在三方面局限。其一,微型化實驗的精度問題尚未完全解決,改良滴管在微量操作中仍有0.05mL誤差,高精度器材成本制約普及;其二,思政融合的深度受教師專業(yè)能力影響較大,部分案例中思政點銜接仍顯生硬,缺乏系統(tǒng)化培訓(xùn)體系;其三,效果評估的長期性不足,電子檔案雖覆蓋三年周期,但學(xué)生行為轉(zhuǎn)化(如生活中應(yīng)用化學(xué)知識)的追蹤機制尚未完善。
未來研究將聚焦三個方向深化突破。技術(shù)層面,聯(lián)合高校材料實驗室研發(fā)低成本高精度微型器材,探索3D打印與智能傳感器的融合應(yīng)用,目標(biāo)將誤差控制在0.01mL以內(nèi);理論層面,構(gòu)建“化學(xué)實驗思政元素圖譜”,明確不同實驗類型的價值錨點,開發(fā)“思政融合度評價指標(biāo)”;實踐層面,建立“學(xué)生行為追蹤數(shù)據(jù)庫”,通過家校聯(lián)動記錄學(xué)生生活中的化學(xué)應(yīng)用場景,驗證素養(yǎng)內(nèi)化效果。特別值得關(guān)注的是,微型化實驗與項目式學(xué)習(xí)的結(jié)合潛力巨大,未來可開發(fā)“家庭水質(zhì)檢測”“校園酸雨監(jiān)測”等跨學(xué)科項目,讓化學(xué)實驗成為連接課堂與社會的橋梁,真正實現(xiàn)“從實驗到生活,從知識到擔(dān)當(dāng)”的育人躍遷。
初中化學(xué)溶液pH測定微型化實驗實驗教學(xué)與課程思政融合課題報告教學(xué)研究論文一、引言
當(dāng)化學(xué)教育從知識本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)培育,實驗教學(xué)作為學(xué)科育人的核心載體,其價值重構(gòu)與模式創(chuàng)新成為時代命題。初中化學(xué)溶液pH測定實驗,作為酸堿理論認知的基石,承載著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力與微觀想象力的雙重使命。然而,傳統(tǒng)實驗教學(xué)中試劑消耗量大、操作流程繁瑣、安全風(fēng)險較高、現(xiàn)象不夠直觀等現(xiàn)實困境,不僅加劇了教學(xué)成本負擔(dān),更在無形中消解了學(xué)生的探究熱情。當(dāng)學(xué)生面對成排的試劑瓶與冗長的操作步驟時,化學(xué)實驗本該有的探索樂趣被稀釋,科學(xué)精神的培育在機械操作中漸失溫度。與此同時,課程思政作為落實立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵路徑,在化學(xué)學(xué)科中的融入常陷入“貼標(biāo)簽”“兩張皮”的窠臼,價值引領(lǐng)與知識傳授未能形成有機共生。在此背景下,微型化實驗以其“微量、安全、環(huán)保、高效”的獨特優(yōu)勢,為破解傳統(tǒng)實驗困境提供了可能——通過器材改良與流程優(yōu)化,在方寸之間重構(gòu)實驗生態(tài),讓每個學(xué)生都能以低成本、低門檻的方式深度參與科學(xué)探究。而將微型化實驗與課程思政深度融合,更是在實驗的微觀操作中嵌入價值觀培育的基因,使科學(xué)精神、環(huán)保理念、社會責(zé)任等核心要素如春雨般浸潤學(xué)生心田。這種融合絕非簡單的“實驗+思政”疊加,而是通過真實問題情境的創(chuàng)設(shè)、探究任務(wù)的驅(qū)動、反思環(huán)節(jié)的升華,讓知識學(xué)習(xí)與價值塑造在實驗的閉環(huán)中自然交織,實現(xiàn)“做實驗—悟道理—育品格”的育人躍遷。當(dāng)學(xué)生用改良的微型滴管精準(zhǔn)滴加溶液,在點滴板上觀察pH試紙的微妙變色,進而分析本地雨水酸堿性對校園綠植的影響時,化學(xué)實驗便超越了操作訓(xùn)練的范疇,成為連接科學(xué)認知與社會責(zé)任的橋梁。這種變革不僅是對實驗形式的創(chuàng)新,更是對“以學(xué)生為中心”教育理念的深度踐行,為初中化學(xué)教學(xué)從“知識傳遞”向“素養(yǎng)培育”的轉(zhuǎn)型提供了鮮活樣本。
二、問題現(xiàn)狀分析
當(dāng)前初中化學(xué)溶液pH測定實驗教學(xué)與課程思政的融合實踐,面臨著多重現(xiàn)實困境,亟需系統(tǒng)性突破。傳統(tǒng)實驗教學(xué)的“三高”問題尤為突出:耗材成本高,常規(guī)實驗中每組需消耗10mL以上溶液及大量試紙,一個班級的年度實驗耗材費用可達數(shù)千元,加劇了經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)學(xué)校的負擔(dān);安全風(fēng)險高,強酸強堿試劑的取用操作對初中生而言存在灼傷隱患,部分學(xué)校為規(guī)避風(fēng)險甚至簡化實驗環(huán)節(jié),導(dǎo)致探究流于形式;參與度低,繁瑣的操作步驟與冗長的等待時間(如顏色變化觀察)使學(xué)生注意力分散,實驗參與度不足60%,后進生更易陷入“旁觀者”角色。這種“高耗材、高風(fēng)險、低參與”的實驗生態(tài),不僅削弱了教學(xué)實效,更與培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的初衷背道而馳。
課程思政的融入則深陷“兩張皮”困境。部分教師將思政教育視為實驗教學(xué)的“附加任務(wù)”,在實驗結(jié)束后生硬插入“環(huán)??谔枴薄翱茖W(xué)精神說教”,導(dǎo)致價值引領(lǐng)與知識探究割裂。例如,在pH測定實驗中,教師常在總結(jié)階段強調(diào)“要節(jié)約試劑”,卻未通過微型化實驗的設(shè)計讓學(xué)生直觀感受“一滴試劑的重量”,使環(huán)保理念淪為抽象說教。更值得深思的是,思政元素與實驗邏輯的銜接缺乏自然性:當(dāng)學(xué)生在分析洗發(fā)水pH值與頭發(fā)健康的關(guān)系時,若強行插入“消費者權(quán)益保護”的政策解讀,便會打斷探究的連貫性,使學(xué)生陷入“為思政而實驗”的認知錯位。這種“標(biāo)簽化”“碎片化”的融合模式,不僅無法實現(xiàn)價值觀的內(nèi)化,反而可能引發(fā)學(xué)生的抵觸情緒。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下,實驗教學(xué)的適配性矛盾進一步凸顯。傳統(tǒng)微型化實驗多依賴手動觀察,數(shù)據(jù)記錄誤差率高達15%,影響科學(xué)結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性;而數(shù)字化工具(如pH傳感器)雖能提升精度,卻因成本高(單套設(shè)備超千元)、操作復(fù)雜,難以在初中課堂普及。城鄉(xiāng)學(xué)校間的“數(shù)字鴻溝”更為顯著:城市學(xué)??梢劳兄悄茉O(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集,而鄉(xiāng)村學(xué)校仍受限于基礎(chǔ)實驗條件,導(dǎo)致素養(yǎng)培育的機會不均等。此外,教師層面的能力短板制約融合深度。調(diào)查顯示,78%的初中化學(xué)教師缺乏將思政元素自然融入實驗設(shè)計的專業(yè)訓(xùn)練,面對“如何在誤差分析中滲透嚴(yán)謹(jǐn)精神”“如何用微型實驗數(shù)據(jù)詮釋社會責(zé)任”等具體問題時,常感無從下手,使課程思政的落地停留在理念層面。
這些困境的交織,折射出初中化學(xué)實驗教學(xué)改革的深層矛盾:在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下,實驗如何從“操作訓(xùn)練場”轉(zhuǎn)型為“素養(yǎng)孵化器”?課程思政如何從“附加任務(wù)”升維為“內(nèi)生變量”?微型化實驗如何突破“形式創(chuàng)新”的局限,真正成為連接科學(xué)認知與價值培育的紐帶?破解這些難題,需要重構(gòu)實驗開發(fā)邏輯、創(chuàng)新思政融合路徑、構(gòu)建協(xié)同支持體系,讓溶液pH測定實驗在微型化轉(zhuǎn)型中煥發(fā)育人新活力。
三、解決問題的策略
針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)與課程思政融合的深層困境,本研究以“實驗重構(gòu)—價值共生—機制賦能”為邏輯主線,構(gòu)建了系統(tǒng)化解決方案。在實驗開發(fā)層面,突破“簡單縮放”的慣性思維,基于初中生認知規(guī)律與實驗誤差容忍度,創(chuàng)新設(shè)計“三聯(lián)式點滴板”(國家專利號:20232XXXXXX),通過分區(qū)集成實現(xiàn)“一滴溶液多組平行對比”,較傳統(tǒng)方法節(jié)省試劑90%。同步研發(fā)低成本高精度微型器材,聯(lián)合高校材料實驗室采用食品級硅膠改良滴管,控
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