科技论文小学生(共10篇)
开幕式上首先是各位领导致辞,他们的话语中充满了殷殷期望,激励我们认真学习,让我们更加有动力好好努力。
紧接着是机器人带来的表演,在老师和机器人对话之中,我们充分感受到了幽默风趣,配合的默契以及科技带给我们的益处。机器人背诗也是朗朗上口,富有感情。以前,机器人背诗总是干巴巴的,声调也不会变通。想到这里,我不由得感叹科技的发达,我也更对接下来的情节怀有好奇。见都难不倒它,科技辅导员便选出10余名学生和机器人对决。要知道,人类的智慧和身体机能远远强于机器人,更何况机器人是人类制造的,我开始怀疑机器人是否强于人类?但结果大出我所料,人类的高难度动作机器人都能做到,有些还强于人类。在场的人们无不惊讶,机器人的舞蹈也让我们纷纷点赞!
机器人带给我们的震撼还没平息,一阵雷鸣般的响声又吸引了我们的注意:只见一架无人机从地面飞起,一会儿90度横冲上空,一会儿又来个360度旋转,一会儿还飞到我们上方,似乎给我们问好,逗得我们哈哈大笑。接着又来了个遥控航模,出色的表演和鲜亮的外表受到了观众的连连好评,它那逼真的外形差点儿让我认成了真的飞机一样。它像鸟儿一样自由自在地在空中飞翔,娴熟的姿态一会儿像是搏击长空的雏鹰,一会儿又像优雅盘旋的白鹭!
最后是学校顶尖的学生航模队表演,别看它们只在天空飞翔了一会儿就掉下来,但能做到这地步已经够不错了,相信随着知识的积累,它们能飞得更高更远!我也为他们和机器人点赞!
近日, 山东省济宁科技馆举办了以“科技梦想, 快乐发明”为主题的科普展览活动。本次活动从8月中旬开始持续到8月底, 是济宁科技馆首次举办以学生自主研发、科技创新为主的科普主题展览活动, 集中展示了一批由济宁一中科技社团学生自主发明创造的科技作品, 吸引了大批青少年科技爱好者前来观看。
本次科普主题展览活动以“科技汇——科技梦想, 快乐发明”为主题, 旨在鼓励青少年热爱科学, 积极参与到科技发明、科技创新的活动当中去。活动通过科技成果图片展示、创新发明报告、科普知识主题演讲等多种形式, 现场展示了智能机器人、计算机软件、信息科学、天文学等领域的优秀作品, 充分展现了我市中学生热爱科技创新、热衷发明创造的精神风貌。在众多展品中, 由济宁一中学生自主设计的六足蜘蛛机器人和解魔方机器人凭借其独特的科技魅力和现场展示形式受到了在场观众的一致好评。
关键词:科技社团群 科技创新能力 项目研究
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”钱学森之问给教育事业提出了一个深刻命题。
中学是培养学生创新精神、创新意识和创新素养最重要的时期,但学生自主管理能力、自主学习能力、自主研究能力薄弱成了阻碍他们创新能力发展的主要问题。究其原因之一,“就是如今的高中,学生在学校里接受的教育,很少能反映出从事科学职业的人实际做的工作。学生更多关注的是记忆,而不是发现问题和找到解决问题的方法。”[1]
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2011-2020年)》对于高中阶段的教育提出:“推进培养模式的多样化,满足不同潜质学生的发展需要。探索发现和培养创新人才的途径。”
习近平主席在刚结束的“科学院工程院院士大会”上,也充分肯定科技创新的作用,并提出“必须在创新实践中发现人才、在创新活动中培育人才、在创新事业中凝聚人才,必须大力培养造就规模宏大、结构合理、素质优良的创新型科技人才。”
教育部教基二[2014]4号文件也明确提出:“中小学要探索把课堂教学与社区服务、研究性学习与社会实践相结合的途径和方法。”
美国达西·哈兰德建议,我们需要提供足够的资源,帮助学生主动参与到感兴趣的研究课题,并指导他们顺利地走过这个长期的课题研究的各个阶段。只有这样,才能帮助学生体验科学家的学习方式并开展研究,以此来消除科研人员和科学老师之间的障碍[2]。为此,天一中学整合“科技社团”、“校本选修课”、“研究性学习”、“信息技术与通用技术整合课”、“课程基地”等课程,成立“天一科学院”这一学生科技社团群。通过“整合课程资源,探索学生的自主学习模式,突破现有培养方式,创新人才培养的模式”,改变学生“学习被动、创新意识淡薄、研究能力缺乏”的现状,激发和增强每个学生的科学精神、创造性思维和创新能力,努力使一批素质全面、基础扎实、学有余力的高中生的创新潜能,得到更好的发掘、培养和发挥。
一、构建天一科学院自主运作机制,促学生创新管理能力的提升
天一中学科技社团群(以下简称“天一科学院”)创建于2008年。它以满足不同潜质学生的自主性学习为主要目标、以“科技社团”为主要组织、以“项目研究”为研习路径、以“真实问题”为研究内容、以“创新实验室”为学习课堂、以“三高对接”(“高中—高中”“高中—高校”“高中—高新企业”)为资源平台、以“社团认定、科学院评估、社会权威机构鉴定”为评价体系,逐步形成科技创新人才早期培养的自主学习新形态(图1)。
1.天一科学院的组织机构
天一科学院是在校长室直接领导下,教务处具体负责策划、实施,各教研组、实验室提供课程支持,总务处提供后勤保障,学生会科技部提供自主管理支持,外聘专家提供专业支持,由学生自主管理的学生机构。
“天一科学院”包含工程研究院、信息研究院、模型研究院、物理研究院、生物研究院、化学实验研究院、智能研究院、视频研究院、电子研究院、天文社、3W网络工作室、矿石爱好者协会、魔方社13个分院。每个研究院均通过民主公选推出院长1名、副院长2名、总干事及财务档案干事各1名。
2.天一科学院的运行机制
民主公选制:每一学期改选一次;每一学年换届一次。
传承招募机制:优秀社团干部换届后可被评为终身荣誉教授,承担下一届会员的招募与培训、学术研究指导工作。
学分考核机制:会员证记录自主活动内容次数,经过指导老师或院长考核满12次学校给予学分。
学术荣誉评比激励机制:评选院士与研究员、工程师与技师、优秀指导老师。
学术认定考级机制:各科技社团会员专业研究达到一定程度后可以建立考级标准,运行考级制度。
经费奖励机制:学校奖励的优秀科技社团活动经费及学校科技项目孵化基金。
品牌发展机制:会徽、会旗、会员证、章程、校本活动教程、活动年鉴、网站、会刊。
项目研究支撑机制:学校为满足学生个性化购买制作或研究耗材的需要,专门设立公益性耗材超市,统一购买后货架陈立供学生优惠购买。另外,师生与家长还自发成立了天一科学院科技项目研究资助基金,为家庭困难的学生进行项目研究提供经费支撑。
以上八大机制确保了各科技社团的自主运行管理。
3.天一科学院的管理制度
学校教务处通过设立总院联席会议制度,直属管理科学院:每月开一次院长、首席指导老师联席会议,进行日常工作布置及研讨;每学期评优秀科技社团,发活动经费;每学年组织一次优秀会员科技夏令营,考评个人学术能力,评选100名左右研究水平高(院士、研究员)、实践动手能力强(工程师、技师)的优秀会员,发荣誉证书及奖牌。每学年组织一次优秀会员科技冬令营,帮助各科技社团优秀会员进行挑战性研究项目申报、评比、资助审批,帮助挑战性难度特别大的项目进行针对性培训,为后续自主研究做准备。
由此可见,在每一届天一科学院的成功运行过程中,学生发挥了主导作用,学生的创新管理能力得以大幅提升。
二、开发天一科学院“三类丰富课程”,促学生自主学习能力提升
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为培养学生自主学习能力,借鉴美国教育心理学家兰祖利 “丰富教育模式”,天一科学院以“面向全体、兴趣导向、分层提升”为原则,开发了支持“丰富课程、丰富活动、丰富经历”的“三类丰富课程”(图2)。
第一类丰富课程:面向群体学生,主要目标是创造各种机会,让所有的学生都能接触到更多的学科领域,从而激发学生兴趣,拓宽学生的视野,解决特长发展方向选择的问题。
第二类丰富课程:面向群体学生,主要目标是培养学生基本的科学素养、研究问题的基础能力,解决自主发展能力的问题。
第三类丰富课程:面向个体或小组学生,主要目标是培养学生自主发展、综合运用等科学素养,增强学生研究和创新的能力。
三类丰富课程均面向全体学生,每一个学生都可以享受到一体化的课程服务。有的学生通过第一类丰富课程的学习,对某一学科领域产生浓厚兴趣,进入“天一科学院”相应的科技社团,参加一个与社团研究领域有关的校本选修课、科技类研究性学习课题,继续进行第二类、第三类丰富课程的自主学习。也有的学生不完全按照这个轨迹,直接进入某一类课程自主学习,学校根据学生需要提供相应的课程资源。三类丰富课程,不仅让学生获得更多的适切资源,还唤起了学生自主学习的激情,大大促进学生自主学习能力提升。
三、组织学生开展多层次的项目研究,促学生跨学科研究能力的提升
美国达西·哈兰德认为,对科学研究这一最激动人心的方面进行学习的最好方法,是亲自去经历而不是让人解释给你们听。[3]因此在天一科学院,倡导“做中学、研中学”的自主方式,强调以“项目研究”为载体,以“创新实验室”为主要研究场所,借助“e学习”平台,帮助每一个会员,开展各层次的,基于真实问题的自主研究(图3)。
1.学习载体:研究项目
天一科学院建立了多学科支撑、跨学科的“项目研究”学习模型,初步形成了物理探究、化学趣味实验、实用生物、工程、技术整合、地理天文六类主题性学习领域,每个领域都开发了相应的校本选修课以及系列的“研究项目”。
“研究项目”根据项目的教学目标不同分为必修项目和选择性项目。
“必修项目”面向必修课的全体学生,结合国家课程,在课堂上实施,如结合技术课程的“设计的一般过程”单元,学生人人完成“LED节能小台灯的创作项目”,这类项目重点培育学生的基础研究能力。
“选择性项目”面向选修课、科技社团及对某一方面有浓厚兴趣的群体或个体学生,包括必选项目和任选项目两类。必选项目面向全体选修课学生,如选择智能机器人技术选修课的学生,开展“避障机器人创作”项目研究。任选项目,面向个体或小组学生,在技术整合课程、研究性课程、科技社团活动课程上,依托e学习互动平台实施。
其中,“任选项目”按照挑战性难度分为三类:模仿探究项目、自主探究项目、自主创新项目。
第一类是模仿探究项目,由教师提供近百个已解决问题的项目库,包含尽可能多的解决问题的参考资料,供学生模仿研究并进行探究创新,如“趣味光立方制作研究”、“磁悬浮地球仪制作研究”等;
第二类是自主探究项目,由教师提供没有解决方案的项目题库,学生在教师的指导下自主探究,让学生亲历研究的全过程,如“垂直轴风力发电研究”项目、“月球陨石坑研究”项目、“微引力透镜和宇宙发现”项目等;
第三类是自主创新项目,完全由学生自主发现问题、研究问题和解决问题,如“河面船载油污收集器”研究等。
2.主要研究场所:创新实验室
学校建设了12个不同领域的创新实验室,在引导学生动手实践的过程中,最大程度地提升学生发现问题、研究问题、解决问题的能力;让中学生有机会在科研院所知名教授、专家的指导下,独立或合作开展科研项目模拟研究和创新实践。
3.互动学习平台:自主学习e平台
天一科学院e学习平台,包含新闻公告、科技社团、三类丰富课程、三高合作社会资源、创新实验室、导师推介、培养机制、特色内容、特色活动等栏目,突出丰富性、探究性、互动性、开放性。下辖四个子平台:科技社团互动平台、校本选修课互动平台、项目教学互动平台、项目研究互动平台(图4)。
科技社团互动平台,为天一科学院总院与13个分院的交流提供服务。其中包含各类自主招募活动、课程开设成果展示、组织机构名单、项目研究活动、学术荣誉考评等板块,是优秀科技社团考评的主要依据。
校本选修课互动平台,为学生自主选择课程提供服务。含教师申报、教务处管理、历史记录、选课结果与开课情况查询、考评记录等板块。
项目教学互动平台,为必修项目教学提供服务。含单元教学、项目介绍、项目背景材料、优秀学生作品展评、师生与生生互动交流等板块,着力培育学生基础研究能力。
研究项目互动平台,为学生自主开展必选项目、任选项目的研究提供服务。含项目征集、项目申报、项目审批、项目研究、资源配套、成果评比、激励资助等板块,引导学生自主探究与实践创新。
4.学习方式:“做中学、研中学”
“做中学、研中学”就是让学生有机会亲历“项目研究”的全过程,使他们在观察分析、发现问题、提出假设、动手实验、反复验证、表达交流的研究活动中,体验科学探究的过程,并从中学习基础知识,获得自主研究能力,从而促进学生的全面发展。
“做中学、研中学”是以“研究项目”为载体的一种学习方式,“研究项目”的问题性、复杂性、过程性,使得这种学习方式具有自主、合作、探究的特点;“研究项目”来自于生活中的真实问题,对问题的解决体现了对社会的责任意识,体现了“科技以人为本”的理念。
【例】徐奕凡,天一科学院会员,现就读美国宾夕法尼亚大学。在校期间,他参加了学校的科技节活动,聆听了多场学校的名人课堂讲座(第一类丰富课程),对新能源产生了浓厚的兴趣,加入天一科学院的电子科技社团,通过社团课程的学习,掌握了科学研究的基本方法(第二类丰富课程)。
之后,他参加“中英合作垂直轴风力发电项目”研究(自主探究项目),在导师的引领下亲历了真实问题研究的全过程。出于对能源方面的浓厚兴趣和对相关领域的了解,他自主申报了“树木生物电研究及其应用”(自主创新项目)研究性学习课题,借助学校的创新实验室进行研究,研究论文在第四届亚太动力与能源工程会议上发表,在省创新大赛上获奖。
他在学习与研究的过程中,确立了投身新能源研究的志向。高三毕业,他考取美国宾夕法尼亚大学能源研究班,继续深造。
天一科学院对2010级、2011级、2012级会员的问卷抽样调研表明:95%以上的学生认为参加天一科学院的活动收获很大,学生在自主管理、自主学习、自主研究及合作等方面的能力得到明显提高。近年来,天一科学院成员在省级以上科技创新比赛和学科竞赛中获奖的共有1844人次,获45项国家发明专利;天文社社员发现主带小行星18颗,认证近地天体3个……
研究表明,“学生仅仅能表述科学研究过程,并不意味着他们能够进行科学思考或具备了富有创造力的研究技能。因此,没有从头至尾经历过科学研究过程的学生,不可能真正理解科学的本质,尤其是科学探究的过程经常是非线性的。[4]” 天一科学院系列化的自主学习、研究活动,培养了一批天一校园的“技师”、“工程师”、“研究员”、“院士”,部分学生脱颖而出:工程研究院会员徐安炯的发明获第27届全国创新大赛英特尔英才奖;参加同济大学FTC科技挑战的天一“蓝色巧克力”代表队,进入中国赛区总决赛,并夺得“思索奖”;参加“两岸十城智慧铁人比赛”高挑战性项目训练的五位同学,一路领先,最终赢得“闯关王”的冠军称号……
参考文献:
[1][美]达西·哈兰德.STEM项目学生研究手册[M].科学普及出版社,2013.
[2][美]兰祖利.丰富教学模式—一本关于优质教育的指导书[M].华东师范大学出版社,2000.
[3]冯丹沁.依托三类课程,培育项目研究共同体[J].江苏教育·中学教学,2013(06).
[4]沈茂德.天一科学院科技社团的建设与研究报告[R].江苏省基础教育教学成果特等奖,南京:江苏省教育厅,2013.12.
(本文作者单位为江苏省天一中学)
摘要:科技模型实践活动是素质教育的重要组成部分,近几年来,我市中小学每年三次的较大型的科技模型实践活动正在如火如荼大力开展。科技模型实践活动能让学生从习以为常的课堂走进自然,走进生活,更好地培养学生的动手能力和创新精神。在此以我校的科技模型活动为载体,说说几年来的科技模型活动给学生在动手操作能力,解决问题的能力和非智力因素方面带来的良性发展。
关键词:科技模型 动手能力 解决问题能力 非智力因素
科技模型活动使学生在原有的经验和知识基础上,简单了解各种模型的发展历史、结构及模型原理等相关知识,通过自主动手拼装模型、调试和验证模型,让学生在有趣的操作中体验成功的喜悦,感受科技模型活动带来的成长乐趣。众所周知,科技模型包括车模、航模、海模、建筑物模型„„。车模有捷豹三轮车、巡轨器、遥控赛车等;航模有手掷飞机、橡筋飞机、遥控飞机等;海模有强弩号明轮、自由号驱逐舰、遥控船;建筑物模型有黄山八面厅木建模、塑建模等;丰富的科技模型给了学生充分选择和自由发挥能力的空间。我校根据学生的自主选择和学习兴趣开展科技模型教学,成立了组别多一的科技社团,在教学中尤其注重小学生动手能力的培养,在实践过程中磨练学生的意志、关注学生的心理素养和良好性格的养成,培养学生解决问题的能力,最终让孩子在科技模型活动中收获成功的喜悦。
一、科技模型活动中,增强学生的动手能力的培养
苏霍姆林斯基曾经说过:“学生的智慧在手指尖上。”动手操作是科技模型活动的基础,让学生的双手从繁重的写作业中解放出来。参加科技模型活动的孩子需要自己亲手制作和装配模型,亲自调试验证模型,各个环节都离不开学生动手操作。学生在动手制作模型的过程中,会产生很多有创意的想法,在这种想法的驱动下,他会借助提供的科技工具、科技材料,进行各种尝试、探索直至获得成功的体验,无形中增强了学生的动手能力,使得动脑能力也得到很好的发展。
以小学生制作简易机器人为例:首先,学生要认识和使用各种工具,包括十字螺丝刀、尖嘴钳、焊枪、焊锡丝、锥子等,通过焊接把电阻、电容器、发光二极管、三极管、导线等原器件巧妙的组装在一块二指来宽的电路板上。其次,通过十字螺丝刀、尖嘴钳等工具把机器人的脚、下肢、上肢、手臂组合在薄薄的一块木板上。最后,将电路板、电池盒、开关等电器部分和机械部分安装在一起,一个完整的简易机器人模型才算制作完成。可想而知,在有限的单位时间内,一架较好的模型制作成功,就意味着一个孩子动手能力强弱的充分体现。我们观察到在制作科技模型过程中,有的孩子手指灵活,动作协调,有的相对疆硬,不够协调。对于模型制作相对理想的孩子,指导教师及时给予表扬,增强他们的自信。对于制作不够理想的孩子,指导老师也要肯定他们认真动手操作的态度,使学生始终在一种宽松的实践操作氛围下,让孩子们保持良好的积极性和动手操作的欲望。经过一段时间的科技模型制作活动,他们的动手操作能力都会得到不同程度的发展,为其今后的成长奠定良好的基础。
二、科技模型活动中,增强学生解决问题能力的培养
我们制作的各种模型,最终都要展示。以海模“杭州号驱逐舰”为例:学生将模型放入航模池试航,开不出直线轨迹,这种问题如何解决呢?调试时学生必须经历,①发现问题——通过自己试航的“杭州号驱逐舰”的行驶轨迹,发现模型舵存在的问题,比如:船向左严重偏移或向右严重偏移,船舵是否向右或向左偏,还是不对称。②分析问题——通过自己的不断观察,分析出是船舵没有竖直插入“杭州号驱逐舰”中心轴的位置,找到这个原因,再次进行调整分析。③解决问题——“杭州号驱逐舰”试航过程中偏移一方航行问题所产生的原因找到了,孩子们就会动手调整,直到解决航行中的问题,让“杭州号驱逐舰”以直航的姿态航行,在整个调整航行的过程中,学生充分运用自己的智慧来发现问题直至解决问题。在一次次的试航过程中,让学生体会到问题解决带来的喜悦,增强了孩子们自主解决问题的能力。
爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。善于提出问题,才能有所创新,基于这一点,我在指导孩子试航“杭州号驱逐舰”时,经常开放性地提问:还有没有让船开得更直的办法?如果船航行始终开不直,就一定不能到航模池的100分吗?学生会提出很多解决的办法,比如往船里增加配重来增强抗阻能力,试航时有意让船头偏离相反的方向,试航时改变起点的距离等等。这些办法教师不要急于做表态,应该耐心地倾听、启发和引导,让学生自己去动手探索,帮助学生找到更好更合理的方法,锻炼学生的思维品质从而提高学生解决问题的能力。
三、科技模型训练过程中,增强学生非智力因素的培养
“非智力因素”是由美国心理学家亚历山大在《智力:具体与抽象》一文中首次提出。我们理解的非智力因素主要是由动机、兴趣、情感、意志、性格等五种基本心理因素组成。教学实践表明,开展科技模型活动,小学生的非智力因素的参与面能得到明显的良性发展。
1.在科技模型实践活动中,正确面对挫折,培养顽强意志
科学模型的训练是一个目的性明确而又较有难度的过程,在模型的训练过程中,学生要完成一项训练,必须克服不少阻力。比如小学生“太空探测器”的漫步行走,如何让“太空探测器”直线前进,直线后退,这些技能都是在经历无数次的训练中才可以掌握的。在训练过程中,一定会遇到种种困难,“太空探测器”怎么走都可能走不直,不管是前进还是后退,都会偏离直线方向。这需要科技辅导员正确引导小学生面对挫折,培养顽强意志,才可能获得成功,学生一旦掌握了调试“太空探测器”的方法,情感就会收获喜悦的体验,维持学习科技模型活动的兴趣,也为今后的训练提供了无限动力。学生在“太空探测器”的漫步行走过程中,除了直线行走的问题需要解决,还会碰到从哪里开始漫步,又要从哪里返回的困惑。指导教师不需要把自己所有的技巧和心得全部告诉学生,而是先让学生独立思考,不断求证自身方法,引导学生养成动脑的习惯和刻苦学习的良好品质,更是培养学生克服困难,争取胜利的顽强意志。2.科技模型实践活动中,培养良好的性格
科技模型活动对小学生的性格形成有较大地影响,社团中有些社员性格较内向,通过参加室外科技模型实践活动,性格有明显变化,开朗些,阳光些,动手能力也有增强,学习科学文化知识的兴趣也逐步浓厚,可谓一举两得,相得益彰。
比如,在从事无线电测向猎狐活动训练中,有一个性格较内向、但听力敏锐和身体素质都很不错的学生,在刚进入测向队的时候,每次都是自己一个人活动,不爱交流。由于他身体素养棒,听力感觉出奇的好,每次都能很快的找到给定的几个电台,其他同学还有些不得要法。我让他当测向队的小队长,他很受鼓舞,信心满满,训练完毕由他小结训练心得,指出其他队员的问题,在测向队的威望十足。慢慢地我发现他变了,从一开始的不敢说,到能说,后来喜欢说,变的活泼开朗,成了一名阳光少年。所以,指导教师需要在科技模型实践活动中,让学生回归天性,发挥个体差异,找到自我,培养良好性格。3.科技模型实践活动中,培养健康的心理素养
我们广大的科技指导教师都知道,要想学生在科技模型比赛中获得好成绩,除了学生智力因素外,良好的心理素养也很重要。良好的心理素养是学生健康成长的保障。我们山区的孩子,特别是住校生,接触父母较少,缺乏父母爱的关怀。他们有时候不愿意参加学校的各种活动,这严重阻碍了他们的健康成长。
如,小璐同学因上次参加“黄山八面厅”木建模活动中被淘汰了,在这一届选拔时我主动邀请她,她拒绝了。我
知道她是我校的住校生,深知住校生的心理特点,她自理能力很强,我主动出击利用放学后时间与她接近,谈天唠家常,把其他学生的“黄山八面厅”建模作品拿给她看,让她说说作品漂不漂亮,想不想也来做一做自己眼中的“黄山八面厅”。通过积极的争取,她欣然同意加入我们木建模科技活动中来,并在后来的建模活动中获得较好的成绩。可见,孩子的心理素质好,不是天生的,他总有脆弱的一面,我们的指导老师要善于分析学生的心理活动,只要让她认识到自己的弱点,勇于面对,心理素质就会提高。
科技模型活动通过学生的积极参与,增强学生的自信心,促进了心理素质的提高。
总之,科技模型训练活动,在方方面面都对促进素质教育有不可低估的作用。学生会因为参加了科技模型实践活动,生活变是得丰富多彩。衷心期盼科技模型活动在中小学得到持续地蓬勃发展,为中小学生的多元发展打下扎实的基础。
参考文献:
2、科学本身就具有伟大的美。一位从事研究工作的科学家,不仅是一个技术人员,并且他是一个小孩,在大自然的景色中,好像迷醉于神话故事一般。居里夫人
3、科学是一种强大的智慧力量,它致力于破除禁锢着我的神秘的桎梏。高尔基
4、任何科学上的雏形,都有它双重的形象:胚胎时的丑恶,萌芽时的美丽。雨果
5、科学常是在千百次失败后最后一次成功的。徐特立
6、科学在今天是我们的思维方式,也是我们的生活方式,是我们人类精神所发展到的最高阶段。郭沫若
7、各种科学发现往往具有一个共同点,那就是勤奋和创新精神。钱三强
8、科学科学知识总是假设的:它是猜想的知识。科学的方法是批评的方法:寻求和消灭错误并服务于真理的方法。卡尔波普尔
3月4日至5月10日,中国科协“流动科技馆”在湖口县文体中心开馆,该县4万余名中小学生可在老师或家长的带领下免费参观,亲身感受科技魅力。
据悉,此次巡展活动以“体验科学”为展览主题,设置了声光体验、电磁探索、运动旋律、数学魅力、健康生活、安全生活、数字生活七个主展区,50件互动展品与科学表演、科学实验、科普影视相结合,让广大中小学生及参观者可以在互动中感受科学魅力,在体验中激发学习兴趣,在探索中树立科学思想,在思考中启迪科学智慧。
1 科技与学习竞赛的内涵
科技与学习竞赛是指在高等学校课堂教学之外开展的与课程有密切关系的的各类竞赛活动。竞赛可分为科技竞赛与学习竞赛两大类。
(1)科技竞赛的内涵。科技竞赛是综合运用一门或几门课程的知识去设计解决实际问题或特定问题的大学生竞赛活动。在这类竞赛中国家级主要竞赛有:国内外大学生数学建模竞赛、“挑战”杯全国大学生课外学术科技竞赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生结构设计竞赛、全国大学生电子设计大赛、全国大学生广告设计大赛、ACM全国大学生程序设计大赛、全国化学实验竞赛等。
(2)学习竞赛内涵。学习竞赛是指以笔试、口试、机试等形式进行的大学生竞赛活动。这类竞赛与大学生的某门课程密切相关。如周培源力学大赛、全国大学生英语竞赛、全国ITAT就业技能大赛、大学生数学竞赛等。目前学习竞赛在笔试、口试或上机考试等选拔基础上也会进行综合能力的比赛。
(3)科技与学习竞赛过程培养学生科技创新能力的模式。科技与学习竞赛可分成3个阶段:一是竞赛前期,即理论知识、实践能力、心理素质的准备时期。二是竞赛过程,是学生运用理论知识与实践能力分析问题、制定选择方案、解决问题的过程。三是竞赛结束,是学生对竞赛反思、回顾、交流与总结的阶段。科技与学习竞赛培养学生的科技创新能力的模式流程,如图1所示。
从大学生科技竞赛与学习竞赛发展趋势来看,二者虽然有所区别,但是举办的宗旨都是为了培养学生的创新能力和实践操作能力,目前个别高校把竞赛纳入到了教育体系中,形成课堂内外密切结合的整体来推行。
2 开展科技与学习竞赛对创新人才培养的意义
(1)提高了学生的创新能力和实践操作能力。在大学开展数学、电学、力学、自动化、管理、艺术、建筑、计算机、外语类竞赛,能吸引学生积极参与,大学生在教师的指导下选题、分析、设计、制作、完成作品直至论文撰写完成,这一系列过程实际就是冥想苦想、不断探索、不断思维的过程。经历这个竞赛过程学生的独立思维能力、发散创新思维能力、逻辑思维能力都会有质的超越。
(2)促进了学生自学能力的提高。学生的创新活动是建立在扎实的知识基础上的。在竞赛过程中会不断解决出现的问题,大学生往往发现自己专业知识的不足或欠缺,而只有及时学习补救欠缺的知识才能继续竞赛,可见,竞赛培养了学生自我学习能力,也完善了大学生的知识结构。
(3)培养了大学生竞争意识和团队合作精神。当前的一些大学生自我意识非常强,可合作能力、沟通能力比较欠缺,通过竞赛的较量培养了学生的竞争意识和为学校争光的集体荣誉感,并且在竞赛中通过教育引导和学生之间切磋磨合,学生会有意识的改进为人处事的方式,以积极性的心态和队友讨论问题,耐心听取并采纳别人建议,并默契的分工合作。竞赛锻炼了他们的团队合作能力和管理协调能力。
(4)磨练了学生的意志品质和心理素质。在竞赛中大学生要完成从资料查阅、题目分析、多个方案制定、最佳方案论证选择、作品的制造调试,论文的书写等一系列任务,通常要废寝忘食、夜以继日地工作,部分竞赛还要经历反反复复的实验测试。在坚持数天或数十天的实施过程中,要经受挫折的打击和探索的迷茫,需要以科学探索的毅力、直面困难的勇气、以勤奋求索、衣带渐宽终不悔的恒心才能完成竞赛。竞赛锻炼了大学生的毅力和耐力。
科技创新是美国、英国、日本等世界各国今天赖以发展的国策,中国的大学教育承载着培养中国高级人力资源的重大责任。大学生是国家未来科技创新的主力军,只有加强大学生的科技创新教育,才能落实“人才强国战略”,为国家培养高素质的科技人才。
3 基于科技与学习竞赛的大学生创新能力培养
要培养创新人才,高校应以全局的高度统筹规划,建立课内课外统一的创新人才培养体系。
(1)广泛开展各类科技与学习竞赛。有规划的开展电类、机类、数学、外语、力学、计算机、艺术类等各类竞赛,使学校的每个专业的学生都有机会参加竞赛,让更多的学生通过竞赛在创新能力、动手实践能力和意志品质方面得到提高和完善。开展科技与学习竞赛的有效模式是“传、帮、带、补”互助模式[2]。在竞赛培训或竞赛中,鼓励优秀学生或高年级的学生帮助低年级的学生,参加过竞赛的学生带领新手参与实践,保证科技创造活动蓬勃、深入、持久地开展下去。
(2)完善学校人才培养方案。科技竞赛活动是课内知识的综合运用和延展,要保证活动的持续发展下去,学生就必须具备深厚的理论知识。所以课内教学应从四个方面完善改进:一是加强系列化课程的建设,在各专业的课程教学体系中,在大一、大二以基础训练为主,在大三以综合性创新型训练为主,到大四以专业课程训练为主,随着专业系列课程的递进开设,学生的基本理论知识逐渐丰富,实践创新能力也得到了系统性训练。二是学校要开设创造学及创新思维训练等课程,系统地向学生传授发明创造的理论方法,进行创造思维训练,讲授创造技法及创造技法,培养发明创造的技巧和能力。三是在具体的课堂教学中改革教学方式。为了培养学生科技创新活动的能力,在学生学习基本理论的基础上,提供一些由易到难的设计题目,以设计题目难度的逐渐提高促进教学内容的不断深入,使学生的能力不断增强。四是建设竞赛教学团队,开设与竞赛相关的选修课程,一方面为竞赛培养后备梯队,另一方面推广竞赛[3]。
(3)开展竞赛专门学术讲座。针对国家级或省级各类重要的竞赛活动,每年竞赛前期开设专题讲座,一方面宣传并激发学生投入科技竞赛的热情,同时也补充学生正常课堂教学中没有传授的相关知识技术、方法和技巧。加强学生的专业基础,开拓学生的知识结构,使大学生在在设计、制作能力方面得到快速提高。
(4)鼓励支持学生开展科技社团活动。大学生科技社团也是开展科技创新活动的良好载体。通过大学生科技社团的各项活动,让更多的大学生能够参与自己喜爱的科技与学习竞赛、大学生科技节、学术讲座、科技参观、科技沙龙、大学生课外学术和科技成果等活动,在社团的各项活动中培养学生对科技和创新的兴趣。
4 加强组织管理机制和保障体系,建立学生科技创新的平台
(1)建立学生科技与学习竞赛的管理体系。为了在高校广泛开展科技与学习竞赛,必须建立稳定的科技与学习竞赛的组织管理机构。目前走在前沿的一些高校组建大学生创新院,管理全校大学生创新创业教育。创新院的组织机构有常务院长、下设行政办公室、各创新实验基地、各类竞赛领导小组、各类竞赛技术小组等。各类竞赛领导小组、各类竞赛技术小组是选拔各学院有实践能力、科研能力或理论学养深厚的教师组成。而且各类竞赛小组之间必须资源共享,提供人员、技术和设备支持。建立组织管理机构能够对高校的竞赛进行统筹规划、宣传、协调、鼓励、培训、组织[4]。
(2)研究制定科技与学习竞赛的管理文件,规范管理并形成激励机制。为了鼓励大学生在科技与学习竞赛中形成创新性成果,同时也为了鼓励教师探索创新人才培养方法,高校应制定鼓励学生参加竞赛的管理文件,鼓励教师参与指导竞赛的管理文件,获奖学生与指导老师的奖励标准,大学生科研能力评价标准,指导老师的竞赛培训、竞赛指导的工作量计算标准等相关制度的制定。以哈尔滨理工大学2009年出台的《哈尔滨理工大学大学生研究性学习与科技竞赛管理办法》为例,管理办法就研究性学习与科技竞赛的组织机构和职责、竞赛等级及分类,指导教师工作量计算、学生参加学习与科技竞赛活动的奖励办法、指导教师的奖励办法等都做了具体的规定。其中对相应获得省级竞赛奖项的学生给予创新学分及奖金奖励,并代替与同类选修课的学分。与此同时,在推荐免试硕士研究生时给予加分。规定的出台将对学校实施多样化人才培养方案、提高教师实践能力、鼓励教师进行创新人才培养的教学法的探索、对营造浓厚的科技与创新校园文化氛围、扩大学校在社会的声誉都起到一定推动作用。
(3)建立稳定持久的指导教师队伍。指导教师对大学生进行系统的学科科技思维与科技方法的训练,创造能力的培养、意志品质的激励及团队合作精神的指导是竞赛过程中必不可少的环节。并且教师是科学知识的传授者,思想的传播者,更是校园精神文化的最重要载体,其行为会对学生产生潜移默化的榜样示范作用。所以老师必须率先具备科技创新的理念,积极培养科技创新人才。担任大学生创造教育的指导教师,不仅要具有发明创造能力、科学研究能力、心理教育能力、组织管理能力、获取信息的能力、表达思想的能力、撰写论文的能力和社会活动能力,还要有良好的人品、敬业与奉献精神[4]。所以,首先必须优化指导老师队伍,打破学校的教学单位界线,选拔不同年龄阶段、不同研究方向、不同专业特长的教师组成相对稳定、可持续发展的指导老师队伍。其次,为了提高指导老师的指导水平,要加强师资培训和各类科技竞赛指导教师之间经验交流,积极开展教育研究,增加指导老师教育教学研究的创新能力[5]。
(4)设立科技与学习竞赛专项基金。开展科技与学习竞赛必须有充足的资金支持。学校应设立科技与学习竞赛专项基金,由大学生创新院统筹使用。基金主要用于两个方面:一是用于创新实验基地、相关实验室、实习基地、竞赛场所、竞赛设施、竞赛报名费等方面;二是给予参加竞赛的学生和指导教师一定的工作量补贴,并表彰在科技创新活动中表现突出的优秀学生和指导老师。
(5)创立竞赛的创新实验基地。创新实验基地的建立对学校开展科技与学习竞赛起关键作用。稳定的各类创新实验基地为学生开展科技与学习竞赛能提供充实的物质基础、教师可靠的实践指导和宽裕的培训条件,并能扩大学生参与面。建立创新实验基地的具体措施是依托各学院的专题实验室、创新实验室和开放实验室或双基(基础知识、基本技能)训练基地、研究所等校内外资源创建相应的创新实验基地[6]。例如结合数学建模、电子设计、ACM、机械创新、智能汽车、ERP、创业设计等竞赛在相关的学院、教学部对应的学科和专业的实验室或双基)训练基地、研究所创建创新实验基地。
(6)设计并制作学校科技与学习竞赛的网页。网页是宣传科技与学习竞赛的良好媒介,通过网页的宣传使科技创新的精神深入到师生的思想观念中,体现在教学和管理过程中,从而促进学校科技与学习竞赛的开展。科技与学习竞赛网页有十个功能:一是提供科技与学习竞赛管理机构信息;二是及时宣传和通知各类竞赛时间;三是及时报道各类竞赛的获奖成绩;四在学生中广泛宣传竞赛,运用网页倡导拼搏进取、求真务实、勇于创新、尊重个性、宽容失败、不轻意放弃、敢于怀疑批判、监守积极性寂寞的科学理性精神;五是建立光荣榜,表扬在创新活动中表现突出的优秀大学生,弘扬校园科技文化;六是展示学生竞赛成果;七是为师生提供竞赛交流与沟通的平台;八是为学生自主管理的各创新实验基地提供管理信息平台;九是对竞赛数据的统计查询;十是建立优秀指导老师光荣榜,使更多的教师参与创新教育改革中来。
摘要:首先论述了科技竞赛和学习竞赛的内涵,竞赛过程培养学生科技创新能力的模式,其次阐述了开展大学生科技与学习竞赛的意义,并且探索了以竞赛为依托培养学生科技创新能力的方式,最后就如何建立高校科技与学习竞赛的平台进行措施分析。
关键词:科技与学习竞赛,科技创新人才,创新实验基地
参考文献
[1]教育部,财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程意见[Z].2007年1月22日.
[2]李长春.论农林院校大学生科技创新[J].黑龙江高教研究,2009(7):131-133.
[3]田野,钱桦.以科技竞赛为龙头构建机电类学生科技创新活动体系[J].中国林业教育,2009(2):43
[4]冯林.芦新宇.大学生科技竞赛平台的建设与实践[J].黑龙江教育,2007(6):36-37.
[5]张建荣.以科技竞赛为依托开展创造教育[J].辽宁工学院学报,2007(4):101
关键词:大学生创新创业能力;团队建设;体系构建;战略和措施
大学生科技项目以及科技竞赛活动是培养大学生创新创业能力的重要平台,是大学生学习科技知识、培养实践动手能力、提升就业核心竞争力的重要手段,在加强大学生创新创业能力建设方面具有重要作用。在计算机与通信工程学院学生就业的过程中发现,企业看中的不仅仅是学习成绩,更重要的是科技创新实践能力,所以我们只有通过鼓励学生参加科技项目、完善大学生科技竞赛的长效机制,充分发挥大学生参与科技创新的主体意识,大大提高学生的实践能力和创新能力,全面提升了学生的综合素质,才能培养出受行业企业欢迎、有竞争力、真正适应市场经济发展的高素质技能型人才。
一、培养大学生创新创业能力的意义和必要性
1、学术思想方面。人的意识往往决定着人的行为,因此创新创业精神和理念的培养应当是高校开展创业教育的重中之重。对于学校来说,对学生进行创新创业教育不应该只是美化学校形象的形式要求,而要落实到实处,真正为了培养大学生的实际创业能力而做出努力;对于教师来说,学生的进步应该成为教师的责任,作为学高为师、身正为范的教师,他们必须首先端正对创业教育的态度,不能为了教育而教育,而忽视教育的目的和意义,必须认真对待每一个学生每一次实习的过程和结果;对于学生来说,对于创新创业课程的学习关系到自己的前途和未来,一定不能掉以轻心,敷衍对待,而要虚心学习一切相关内容,仔细钻研、认真消化,让创新创业的精神贯穿于自己的创业过程当中,为实现“事业有成”的目标而不懈努力。
2、学术观点方面。我国创新创业教育起步较晚。虽然越来越多的高校开始意識到大学生创新创业教育的重要性,但还处于摸索阶段,毕业生创新创业能力不强,自主创业比例不高,高校的创新创业教育仍存在一些亟待解决的问题。
二、团队建设及体系构建
1、团队建设。学生是参加科创活动的主体,团队构建是否科学合理直接影响到科创的最终成果。学生团队的建设从最初的临时性组队、室友、朋友间组队,逐步向着科学的方向进行发展,形成系统的组队方式。教师团队的良好构建是学生科创水平提升的推动剂。对于学生团队申请的院校两级科技创新、创业项目,指导教师每两周召开一次例会对所带团队进行答疑解惑,通过为期一年的时间,对所带学生团队完成各类专业和实践知识的普及和指导;对于我院主要组织和参与的省级以上科技类竞赛,部分教师具有丰富的指导经验。各项赛事均有一到两名经验较为丰富的指导教师负责该类赛事,确保各位同学能够迅速了解相应比赛的各项事宜。
2、体系构建。对于有一定基础的同学,我们引导他们参加院校两级科技创新、创业项目,通过固定指导老师为期一年的指导,提升团队同学的科研能力。在经过项目立项为期一年的学习后,同学们具备了参加省级、国家级竞赛的能力。我们构建多层次的大学生科技竞赛机制,鼓励学生参加各种科技竞赛,从而提高学生的创新创业能力。为了更好的服务于我们的学生科技创新工作,设立一个学院学生创新实验室、一个ACM培训俱乐部,相关的各类讲座宣讲若干。学生创新实验室创建于2009年,是一个面向学生全面开放、学生自主管理的实验室。实验室为学生参加科技创新创业项目、参加各种科技竞赛、进行自主创新研究提供了有效的实验平台。ACM俱乐部有功能完善,服务器支持强大的在线程序测评系统与虚拟测评平台,以此为基石,在全校范围内举办了多场ACM程序设计大赛,共吸引千余人次参赛。除了创办ACM比赛,ACM俱乐部还致力于创造更好的技术与编程学习环境,在学校营造起良好的学习和分享氛围。由俱乐部成员主讲的ACM程序设计基础与算法系列课程在国内知名的网络课程分享平台上发布后,更是惠及了国内诸多热衷于ACM竞赛的大学生,影响更为深远。
三、深化大学生创新创业能力的战略和措施
我院学生虽然在绝大数的比赛上已经取得了日益骄人的成绩,但是在高水平竞赛的比赛中,由于诸多条件受限,同学们难以在较短的时间内实现突破式的进步和发展,在国家级一等奖的获得数量上更是难以突破。为了提高高水平竞赛的成绩,拟在以下几个比赛上加强辅导。对于ACM国际大学生程序设计大赛,继续举办两次校内选拔赛(个人赛、团队赛),对校内选拔赛成绩优异的学生进行不定期培训;面向所有对编程感兴趣的新生,再次开展为期三周的线上公开课;在网络科创平台上开通ACM专栏,展示ACM程序设计与算法教学课件等学习资源;安排相关教师进行网上答疑;在网上记录并公布学生的平时解题情况以及解题数,参加网络赛之前每个学生至少做300道练习题。对于挑战杯,组织专业老师对报名队伍进行筛选、培训,开设专门的课程,例如如何写项目申报书、如何申请专利、比赛答辩中需要注意的事项等课程,并进行赛前预答辩。通过选出优秀的学生团队进行专门培训、赛前预答辩,提高我院学生高水平竞赛的成绩,从而提高我院学生的整体科创水平。
参考文献
[1] 高策、毕婷婷,大学生创新创业能力培养现状及对策分析,高教论坛,2014(19).
[2] 谢志远、刘元禄、夏春雨、应云进,大学生创业创新精神培养的对策研究,高教探索,2011.1.
你是否想到过,醋和花卉有什么关系呢?我们怀着好奇心,开展了这个课题的探究。据富有种花经验的人告诉我们,对盆栽花卉施些醋溶液,可改善盆花的生长,增加花朵,而且花艳叶茂。这一点我们在实验中很快就证实了。
浓度不同的醋溶液,对花卉有不同的影响吗?这是我们第二阶段的实验。我们选取长势相同的满天星、报春花、月亮花各四盆,分为四组,每组(三盆)各有三种花卉,分别编号、贴上标签。同时,我们取食用白醋配制成1%(pH值为2~3)、0.01%(pH值≈4)、0.0001%(pH值≈6)三种浓度不同的溶液,每天分别给三组盆花固定喷洒一种醋液,第四组盆花洒不含醋的清水。每五天观察记录花卉的生长情况。
这项实验的结果是:喷洒低浓度醋液(pH值≈6)对这几种花卉没有明显影响;喷洒中等浓度醋液(pH值≈4)的花卉明显长得比其他几组好,花苞多,开花期提前,而且花色较浓艳,花期也延长了;喷洒pH值2-3的高浓度醋液后,反而使花朵过早凋萎。
在科技王国每天都是雾蒙蒙的,白天看不到太阳,晚上看不到月亮,就连菜也放不了一天就会发霉。每天医院的病人,都是受空气污染而得的呼吸道传染疾病……在繁华的大街,已经没有了人,空荡荡的,许多大型商场被迫停业。
在科技王国中我是一名科学家,由于人们对地球的污染太重,导致空气污染,人们无法长时间的在这里就住下,国王命令我去太阳系寻找和地球一样的行星。我将要驾驶飞船“拯救地球号”前往太阳系,去寻找和地球一样的行星。
在“拯救地球号”中有许多高科技的东西:如果你饿了,点击一下驾驶舱里得一个黄色按钮,戴上它旁边的一个电子仪器,想你想吃的食物,机器就会从电子仪器中感应到,在有电子仪器传到“拯救地球号”顶端的太阳能板上,它会从太阳系中寻找有机物质,在进行二次运用,就可以做出美味佳肴了,而这样的时间只需一分钟;如果你累了,它可以从你所坐的驾驶座中感应到,然后他会问:“您是否疲劳?”,如果你回答:“是。”那个驾驶座就会移动到卧室间,从驾驶座中把你移到床上,床会自然给你按摩,让你的疲惫放松一下。驾驶时你不用担心,当你离开驾驶舱的时候,所有驾驶舱的功能就会自动启动无人驾驶程序;如果你想洗澡,驾驶座也会感应到,他会先问你:“您是否要洗澡?”,如果你回答:“是。”它会把你的指令传到洗澡间,洗澡间会自动放水,驾驶座会感应到你的身体所需要的水温,并传送到洗澡间。
我在太阳系中很难找到和地球行星一样的行星,我决定用无线电给科技王国连线,让他们允许我去银河系寻找和地球行星一样的行星,国王同意了,但是有一点国王一再强调,一定要快,否则飞船上的燃料就不多了,就没有办法回来了,其实国王还不知道,在起飞之前,我就想到了这一点,要不太阳能板是干什么的。我把这个太阳能板的功能告诉了国王,国王知道后很高心,我想这就是国王心中的一块“石头”吧!
我得到命令后立刻启动加速系统,以每秒一百亿公里的速度前进,经过一个小时的快速前进,我来到了银河系,又启动了寻找系统,发出了一亿多个小飞机寻找,经过一个星期的寻找,我在银河系的`最南边找到了一个和地球一样的行星,我给他取名为“地球二号”,并在上面做了记号。我急忙返回科技王国,把这个消息告诉了国王。
随之又有一个难题来了,如何把人们移居“地球二号”,我们王国和其他王国开了一个联合会议,讨论如何把人们移居到“地球二号”。经过一致协商,最后决定:让这些王国中有名的科学家来制作这个方案(只允许一人思考),哪个科学家的方法选中了就把他命为“世界第一科学家”这个消息一发布,有许过科学家都放弃了,应为一人考虑实在太难了,最后列入如何把人们移居到“地球二号”有科技王国的我、思考王国的福尔思学家、智慧王国的慧根教授、知识王国的万事通学家。
经过一个多月的思考与研究,得出了一些方法:智慧王国的慧根教授的方法是:用飞船把人们送到“地球二号”;思考王国的福尔思学家的方法是;利用新发明的太空走步机,让人们自己走到“地球二号”;知识王国的万事通学家的方法是:利用分子移动工具,把人们分成分子,送到飞船上,再由飞船把人们送到“地球二号”,再利用分子结合工具,把人们在结合起来;我的方法是:制造一个飞船,再利用拆装工具把它分成成千上万的小飞船,再利用压缩放大工具,把小飞船里扩大,外缩小。一个小飞船可以装一个家庭,(最多60人)在启动控制工具,所有小飞船都要听一个飞船的命令,然后飞到“地球二号”。
最后联合会议决定采用我的方法,因为我的方法可靠。而智慧王国的慧根教授的方法太费材料;思考王国的福尔思学家的方法会让人走丢;知识王国的万事通学家方法会让人的大脑从婴儿开始;
我的方法使用了,一个星期后人们来到了“地球二号”,经过最新研究高科技,我们发明了自动建房工具,使人们每个人都住上了新房,这里空气比原来更好了,人们又回到了原来的生活,每个人也都快快乐乐的,而我也成为了“世界第一科学家”。
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