ein Vortrag von A. Eghtessad, D. Hilfert-Rüppell & K. Höner, TU Braunschweig am 06.12.2018 um 17 Uhr (c.t.) in OSL 444

Die Bedeutung von unterrichtsplanerischen Kompetenzen und Handlungskompetenzen, deren Grundlagen bereits im universitären Ausbildungsabschnitt angebahnt werden, wird für die Lehrerbildung in den KMK-Standards sowohl für die Bildungswissenschaften als auch in den Anforderungen für die Fachdidaktiken Biologie, Chemie und Physik ausgeführt (KMK, 2008). Sprache ist dabei konstitutiv für unterrichtliches Handeln (Härtig et al., 2015). Angehende (Fach)Lehrkräfte müssen die sprachlichen Dimensionen des Fachun­terrichts aber überhaupt erst identifizieren und reflektieren können (Vollmer & Thürmann, 2009).

Der Vortrag widmet sich der Frage, inwieweit die Reflexion von Unterricht mit Fokus auf Sprachlichkeit (ebd.) Master-Studierende in die Lage versetzt, ihr unterrichtliches Handeln zielgerichtet wahrnehmen zu können und wie sie eine Analyse anhand von Sprachlichkeit beurteilen.

Literatur:

• Kultusministerkonferenz (KMK) (Hrsg.) (2008). Lehrerbildung in Deutschland - Standards und inhaltliche Anforderungen. Verfügbar unter
  www.kmk.org/fileadmin/Dateien/veroeffentlichungen_beschluesse/2008/2008_10_16-Fachprofile-Lehrerbildung.pdf [08.11.2018]
• Härtig, H., Bernholt, S., Prechtl, H. & Retelsdorf, J. (2015). Unterrichtssprache im Fachunterricht – Stand der Forschung und Forschungsperspektiven am Beispiel des Textverständnisses.
  Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 21, 55-67.
• Vollmer, H. J. & Thürmann, E. (2009): Zur Sprachlichkeit des Fachlernens: Modellierung eines Referenzrahmens für Deutsch als Zweitsprache. In B. Ahrenholz (Hrsg.), Fachunterricht und Deutsch als Zweitsprache (S. 107-132). Tübingen: Narr.

ein Vortrag von Björn Bartram & JProf. Dr. Timm Wilke am 05.12.2018 von 10-12 Uhr in OSL 444

TU Braunschweig, Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie, Abt. Chemiedidaktik Hagenring 30, 38106 Braunschweig

Mit einem jährlichen Verbrauch von 37,4 kg pro Kopf allein in Deutschland sind Kunststoffe wichtige Alltagsmaterialien unserer Zeit. Die Variation der Monomere, Reaktionsparameter und Additive ermöglicht die Herstellung von Polymeren mit maßgeschneiderten Eigenschaften und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Von besonderem Interesse ist in diesem Zusammenhang derzeit der Einsatz von nanoskaligen Additiven. Ein Beispiel hierfür ist der Faserverbundleichtbau in der Automobilindustrie: Im Spannungsfeld zwischen Material- und Nanowissenschaften werden hierbei Nanokomposite erforscht, die trotz geringen Gewichts über eine hohe mechanische Belastbarkeit verfügen und als sichere, kraftstoffsparende Karosserien eingesetzt werden können.

Hieran anknüpfend soll im Vortrag vorgestellt werden, wie das klassische Themenfeld der Polymere um experimentelle Zugänge zu einem aktuellen Forschungskontext erweitert werden kann. In einer Versuchsreihe stellen Schülerinnen und Schüler mit günstigen Chemikalien (Aluminiumoxid) und einfachen Materialien aus dem Baumarkt (Polyesterharz) Nanokomposite her, die eine wesentlich größere Härte aufweisen, als die reinen Polymere. Deren Eigenschaften können anschließend mit einem simplen und modellhaften Prüfverfahren vergleichend untersucht werden. Aufbauend hierauf können im Anschluss weitere Reaktionsparameter verändert werden, wie etwa Menge, Partikelgröße und Art der Additive; auf diese Weise eröffnet das Versuchsdesign vielfältige Anschlussexperimente und –kontexte.

Insgesamt soll auf diese Weise im Vortrag dargestellt werden, dass sich durch die synergistische Vernetzung von Polymerchemie und Nanotechnologie vielfältige Lerngelegenheiten und Fragestellungen mit curricularem Bezug für die gymnasiale Oberstufe ergeben.

In der aktuellen Diskussion um die Energiespeicherung werden neben den Lithium-Ionen Batterien und Brennstoffzellen sogenannte Redox-Flow-Batterien diskutiert. Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind die heute am meisten eingesetzten elektrochemischen Energiequellen in elektronischen Geräten wie Handys, Tablets usw. aber auch in Akku-Sägen, Rasenmähern und natürlich in den elektrisch angetriebenen Automobilen. Flow-Batterien unterschieden sich im Aufbau und der Leistungsfähigkeit deutlich von traditionellen Batterien, denn in diesen Flow-Zellen ist für jede Halbzelle ein Kreislauf installiert, in dem ein Elektrolyt mit einem geeigneten Redox-Paar zirkuliert. Mitte Oktober 2018 fand zu dem Thema Energiespeicherung für die nachhaltige Energieversorgung eine Lehrerfortbildung an der Technischen Universität Clausthal statt. Diese wurde in Kooperation mit Frau Dr. Dominique Rosenberg, Frau Prof. Dr. U. Fittschen und ihrem Arbeitskreis von der Technischen Universität Clausthal sowie Axel Franke, einen pensionierten Chemielehrer, geleitet und durchgeführt.

In einem spannenden Einführungsvortrag von Frau Dr. Rosenberg mit einem anschließenden Praktikum konnten die Lehrkräfte die technischen und chemischen Grundlagen der Lithium-Ionen-Akkumulatoren und Lithium-Metall-Batterien, der Wasserstoff/Sauerstoff-Brennstoffzellen und der Redox-Flow-Batterien kennen lernen. Eine Redox-Flow-Batterie auf der Basis von Vanadiumsalzen wurde ebenfalls vorgeführt. Gerade das Praktikum mit den praxistauglichen Schulversuchen wurde von den Teilnehmenden mit großer Begeisterung aufgenommen. An sieben Stationen konnten die Lehrkräfte Schulversuche rund um die Energiespeicherung mit Batterien ausprobieren und diskutieren.

Die Fortbildung wurde unterstützt durch die Förderung des Kompetenzzentrums Lehrerfortbildung Braunschweig und dem Lehrerfortbildungszentrum Rostock der GDCh.

Blaue Tinte, blaue Smarties und Blaukraut – im Alltag finden sich viele Gegenstände in blau wieder. Aber wie lässt sich beispielsweise aus Blaukraut eine Batterie betreiben? Oder kann man mit blauer Tinte Säuren und Basen nachweisen? Was haben die "blauen Leute von Troublesome Creek" mit dem bekannten Schulversuch "Blue Bottle" zu tun? Diese spannenden Fragen und noch weitere Inhalte wurden am 8.10.2018 in einem eindrucksvollen Experimentalvortrag von Dr. Dominique Rosenberg im Rahmen der Ringvorlesung blau in der Phänomenta Flensburg beleuchtet. Dabei gingen die interessanten Themen von der Energiewende bis zu forensischen Chemie und wurden mit Versuchen eindrucksvoll untermalt. So wurde dem interessierten Publikum beispielsweise eine Redox-Flow-Batterie als Speichermöglichkeit vorgestellt, die sich mit Blaukraut betreiben lässt oder ein Fingerabdruck mit Berliner Blau sichtbar gemacht. In dem Vortrag wurden viele alltägliche, blaue Gegenstände chemisch eindrucksvoll vorgestellt und in farbenfrohen und spannenden Experimenten veranschaulicht, wovon einige ebenso vom Publikum selbst durchgeführt werden konnten. Die Veranstaltung wurde mit kritischen Nachfragen und begeisterten Applaus gewürdigt!

Einen großen Dank gilt den Organisatoren Prof. Dr. Peter Heering und Dr. Sybille Machat für die sehr gute Organisation der Veranstaltung sowie den MitarbeiterINNEN der Phänomenta Flensburg für die ausgezeichnete Betreuung der Referentin.

Am 3. Oktober 2018 hieß es zum ersten Mal "Türen auf" zum Maus-Türöffner-Tag in den Chemie- und Biologielaboren an der Europa-Universität Flensburg. MitarbeiterInnen der Abteilungen Biologie, Chemie und Ökologie haben hierfür ein buntes Programm mit vielen spannenden Experimenten ausgearbeitet.

Und so konnten über 70 Kinder im Alter zwischen 6 und 11 Jahren selbst wie ein richtiger Wissenschaftler in den Bereichen Biologie, Chemie und Ökologie forschen und experimentieren. In der Chemie gab es Experimente mit Kerzen und Brausetabletten zu entdecken. Von den Abteilungen Biologie und Ökologie wurde für die Kinder ein Schaben-Labyrinth aufgebaut und kleinste Lebewesen aus dem Teich mit dem Mikroskop ganz genau angeschaut. Die vielen Experimente faszinierten und begeisterten die Kinder sehr.

"Am coolsten war, dass wir alles alleine machen konnten", sagte die kleine Charlotte.

Vom 17. bis zum 20. September fand in Kiel die diesjährige Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP) statt. Die Abteilung für Chemie und ihre Didaktik beteiligte sich mit zwei Vorträgen an der Tagung. So wurden im Vortrag von Prof. Dr. Maike Busker (Europa-Universität Flensburg) und Prof. Dr. Monika Angela Budde neue Erkenntnisse zur Erhebung von Sprachbewusstheit von Lehramtsstudierenden im Fach Chemie aus dem Projekt Fach-ProSa (Fachbezogene Professionalisierung zur Sprachförderung) präsentiert. In einem weiteren Vortrag von Dr. Hanne Rautenstrauch und Prof. Dr. Maike Busker wurden Ergebnisse einer Untersuchung zum Interesse und Selbstwirksamkeitserwartungen von Schülerinnen und Schülern im Vergleich von Chemie- und NaWi-Unterricht berichtet.

In diesem Jahr wurde die Jahrestagung der Fachgruppe Chemieunterricht vom 13. bis zum 15.09.18 an der PH Karlsruhe ausgerichtet. Die Abteilung für Chemie und ihre Didaktik war mit vier Postern und drei Vorträgen vertreten. Dr. Dominique Rosenberg präsentierte in einem Experimentalvortrag zum Thema "Spannende Versuche zu Redox-Flow-Batterien mit Chinonen, Rinden und Huminsäuren" weiterführende Arbeiten zu ihrer Dissertation. Im Vortrag von Prof. Dr. Maike Busker (Europa-Universität Flensburg) und Prof. Dr. Monika Angela Budde wurden neue Erkenntnisse zur Erhebung von Sprachbewusstheit von Lehramtsstudierenden im Fach Chemie aus dem Projekt Fach-ProSa (Fachbezogene Professionalisierung zur Sprachförderung) vorgestellt. Im Vortrag von Dominik Heidenreich, Dr. Hanne Rautenstrauch und Prof. Dr. Maike Busker wurden Ergebnisse einer Untersuchung zum Interesse und Selbstwirksamkeitserwartungen von Schülerinnen und Schülern im Vergleich von Chemie- und NaWi-Unterricht präsentiert.

Desweiteren wurden folgende Poster präsentiert.

Poster von Lars Marheinecke, Dr. Christian Wittenburg und Prof. Dr. Maike Busker

Poster von Svenja Pansegrau, Katharina Dick, Dr. Dominique Rosenberg, Prof. Dr. Maike Busker & Prof. Dr. Walter Jansen

Posterpräsentation von Svenja Pansegrau

Poster von Sascha Lange und Dr. Steffen Gudenschwager

Posterpräsentation von Sascha Lange und Dr. Steffen Gudenschwager

Auf der Herbsttagung für den mathematisch naturwissenschaftlichen Unterricht am 06.09.2018 in Kiel gestaltete die Abteilung Chemie und ihre Didaktik einen Workshop für NaWi- und Chemielehrkräfte. In diesem Jahr stand der Workshop unter dem Thema "Neue Experimente zu Themen der Energiewende". Unter anderem präsentierten Svenja Pansegrau, Dr. Steffen Gudenschwager und Prof. Dr. Maike Busker Modellversuche zur Wasserstoffbrennstoffzelle, zu Redox-Flow Batterien unter Verwendung von Alltagsmaterialien und Modellversuche zum Lithiumionen und Lithiummetallakkumulator. Die anwesenden Lehrkräfte lobten die anschaulichen und im Unterricht gut einsetzbaren Experimente. Besonders überzeugten natürlich die selbstgebauten porösen Kohleelektroden, die den Lehrkräften kostenfrei zum Einsatz an ihrer Schule zur Verfügung gestellt wurden.

In diesem Semester waren die Chemie-Studierenden des 6. Semester gleich bei drei spannenden Exkursionen: Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), Aurubis/ Deutsches Zusatzstoffmuseum und Sasol.

Beim DESY erhielten die Studierenden einen sehr interessanten Einblick in die Forschungsarbeiten der unterschiedlichen Teilchenbeschleuniger. Nach einem sehr informativen und anschaulichen Vortrag zur Arbeit am DESY ging es mit einer Führung über das Gelände weiter, bei der sogar ein alter, stillgelegter Teilchenbeschleuniger von nahem bewundert werden konnte.

Am zweiten Exkursionstag ging es zunächst zu einer Werksführung von Aurubis in Hamburg, einem der weltgrößten Kupferproduzenten. Die Führung startete auch hier mit einem Vortrag um die börsennotierte AG Aurubis, um einen Einblick die Unternehmensstruktur und -philosophie zu bekommen. Die anschließende Führung über das Werksgelände und zu den einzelnen Produktionsstätten war natürlich für unsere chemiebegeisterten Studierenden viel interessanter! Besonders beeindruckend waren die großen und vielen Elektrolysebäder zur Herstellung der Kupferplatten, da die Studierenden diese nur aus Versuchen nach Labormaßstäben kannten. Der Abschluss des Exkursionstages bildete eine sehr informative und interessant gestaltete Führung im Deutschen Zusatzstoffemuseum, wonach der ein oder andere Studierende nun doch einen anderen Blick auf die Fertig-Nahrungsmittel werfen wird.

An unserem letzten Exkursionstag besuchten wir Sasol in Brunsbüttel, ein Unternehmen der Erdöl- und chemischen Industrie. Zunächst wurde an diesem Tag den Lehramtsstudierenden ein Kinderlabor als außerschulischer Lernort praktisch präsentiert, dass unter anderem von Sasol betrieben wird. Bei der anschließenden Werksführung durch die Labore sowie Produktions- und Fertigungsanlagen konnten wir einen guten Einblick die aufwendige Verarbeitung und Fertigung von Erdölprodukten erlangen. Diese Führung war für die Studierenden unvergesslich, da diese von vielen engagierten MitarbeiterINNEN von Sasol sehr informativ und mit viel Herzblut gestaltet wurde!

Alle drei Exkursionstage brachten sehr gute Einblicke in die chemische Industrie und Forschung, aber auch unheimlich viel Spaß! Daher bedanken wir uns an dieser Stelle beim DESY, bei der Aurubis AG, dem Deutschen Zusatzstoffemuseum sowie Sasol für ihre beeindruckenden Führungen!

Wir kommen nächstes Jahr gerne wieder.

Mit großer Begeisterung der Teilnehmenden führten die Mitarbeitenden der Abteilung Chemie und ihre Didaktik am 27. März die alljährliche Fortbildung für die Freiwillige Feuerwehr Jürgensby durch. Dieses Jahr wurde auf Wunsch der Teilnehmenden die Fortbildung unter dem großen Thema "Mögliche Einsätze" durchgeführt. Mehrere Experimente und Versuchsinhalte wurden speziell von den Teilnehmenden gewünscht, wie z.B. einem Versuch zum "Boil-Over". In diesem Versuch wird gezeigt, dass Wasser als Löschmittel nicht immer geeignet ist: eine brennende Substanz mit einer geringen Dichte wird durch eingeleitetes Wasser aus einer Schale verdrängt und brennt außerhalb dieser weiter. Es folgten zudem Versuche zu Haushaltschemikalien, von denen nicht unbedingt vermutet wird, dass hiervon Gefahren ausgehen können. So kann beispielsweise beim zusammengeben von Chlorreiniger und Essigessenz Chlorgas entstehen. Bei entsprechenden Mengen und Konzentrationen kann dieses dann für den Menschen gefährlich werden. Weiterhin wurde eine Station zu Explosionen angeboten, die jährlich mit großer Begeisterung aufgenommen wird. Hier wurde u.a. die Explosion von Wasserstoff in einer Dose demonstriert.

Für die Freiwillige Feuerwehr Jürgensby und die Mitarbeitenden der Abteilung Chemie und ihre Didaktik war es eine interessante und gelungene Fortbildung. Alle Beteiligten freuen sich auf bereits auf die nächste Fortbildung im Jahr 2019.

Die Bilder wurden freundlicherweise von Mario Quade zur Verfügung gestellt.

Was Studienanfänger der Chemie überfordert und wie die Fachdidaktik helfen kann

Zu diesem Thema hielt Frau Dr. Stefanie Schwedler von der Universität Bielefeld am Dienstag (20.03.2018) in der Abteilung für Chemie und ihre Didaktik einen eindrucksvollen Vortrag. Bedingt durch steigende Abbruchquoten im Übergang vom sekundären zum universitären Bildungsbereich hat Frau Schwedler ein Konzept entwickelt, welches die Überforderung von Studierenden beim Studieninhalt der physikalischen Chemie mindern soll. Dieses Konzept ist aus webbasierten BIRC-Lerneinheiten (Bridging Imagination and Representation in Chemistry) aufgebaut, welches das häusliche Selbstlernen von Studierenden unterstützen und erleichtern soll. In ihren Vortrag stellte Frau Schwedler einige dieser BIRC-Lerneinheiten vor und zeigte zudem erste, relevante Ergebnisse zu einer Studie zu diesen Lerneinheiten auf.

Zum Thema "Redox-Flow-Batterien als Gegenstand des Chemieunterrichts" fanden am 20.02.2018 in Neumünster und am 22.02.2018 in Husum Lehrerfortbildungen statt. Beide Fortbildungen wurden mit großem Interesse wahrgenommen. Nach einem Einführungsvortrag war viel Gelegenheit gegeben, elektrochemisch anspruchsvolle Experimente zu Themen der Energiewende an Stationen zu erproben. So wurden von den teilnehmenden Lehrkräften mit großer Begeisterung an einer Station organische Batterien mit Hilfe von Alltagsmaterialien (z. B. Rotwein, Kaffee und grüner Tee) betrieben und an weiteren Stationen Experimente zu Wasserstoff-Brennstoffzelle und zum Lithiumionen-Akku erprobt. Die Fortbildungen wurden unterstützt durch die Förderung des Lehrerfortbildungszentrums Rostock der GDCh. Außerdem gilt ein Dank der Hermann-Tast Schule in Husum und der Gemeinschaftsschule Neumünster-Brachenfeld in Neumünster für die sehr gute Betreuung der Fortbildungen vor Ort.

Im Wintersemester 2017/2018 des GDCh-Kolloquiums des Ortsverbandes Osnabrück hielten Dr. Dominique Rosenberg und Prof. Dr. Maike Busker von der Europa Universität Flensburg einen anschaulichen Experimentalvortrag zum Thema "Redox-Flow-Batterien als Gegenstand des Chemieunterrichts".
Im Vortrag wurden Möglichkeiten, Redox-Flow-Batterien im Chemieunterricht experimentell zu erschließen, vorgestellt. Dabei standen neben Modellversuchen, mit denen das Prinzip von Flow-Zellen für Schülerinnen und Schüler veranschaulicht werden kann, verschiedene interessante organische Substanzen im Fokus, die in Alltagsprodukten (z.B. Rotwein, Kaffee und grüner Tee) enthalten sind und mit denen organische Batterien betrieben werden können.

Ab sofort können sich Schülerinnen und Schüler auf ein erweitertes Experimentierangebot im InnoTruck freuen. Mit dem Workshop zum Bau einer Redox-Flow-Batterie widmet sich die Initiative dem Megathema Energiespeicher. Und anhand der Arbeit mit dem Rasterelektronenmikroskop lernen junge Forschernaturen direkt im Ausstellungsfahrzeug, worauf es bei den Werkstoffwissenschaften ankommt. Der mobile Innovationsbotschafter des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist deutschlandweit unterwegs. Terminanfragen für einen kostenfreien Tour-Stopp können online eingereicht werden.

Heroldsberg – Für die Energiewende und den damit verbundenen Umstieg auf erneuerbare Energiequellen werden geeignete Speichertechniken immer wichtiger. Denn auch wenn der Wind nicht weht oder keine Sonne scheint, soll die Stromversorgung sichergestellt sein. Als besonders aussichtsreiche Technologie gelten vor diesem Hintergrund Redox-Flow-Batterien, die Strom besonders effizient speichern und möglicherweise auch für die Zukunft der Elektromobilität bedeutsam sind. Im InnoTruck des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) können nun angemeldete Schulklassen bei Experimentierworkshops eigene Redox-Flow-Zellen bauen und in Betrieb nehmen.
Die Versuchsanordnung nutzt Elektrolytlösungen mit den ungefährlichen Komponenten Ascorbinsäure und Eisen(III)-sulfat und wurde in Kooperation mit Dr. Dominique Rosenberg entwickelt, die als wissenschaftliche Mitarbeiterin für Chemie und ihre Didaktik an der Universität Flensburg lehrt. Maßgeblich unterstützt wird das neue Angebot zudem durch das Unternehmen SGL Carbon, welches die speziellen Hightech-Elektroden für die Batteriezellen bereitstellt. Ziel des Workshops ist es, Jugendlichen ab der 10. Jahrgangsstufe innerhalb von 90 Minuten das Potenzial und die zugrundeliegenden chemischen Reaktionen von Redox-Flow-Zellen zu vermitteln.

Die wissenschaftliche Arbeitsweise steht auch im zweiten neuen Workshop im Mittelpunkt. Denn mit dem kompakten Tabletop-Rasterelektronenmikroskop, das von Hitachi High-Technologies Europe in Kooperation mit der Bruker Nano GmbH als Leihgabe für die InnoTruck-Tour zur Verfügung gestellt wurde, werden Schülerinnen und Schüler Materialproben wie im Labor untersuchen können. Dabei lernen sie zunächst in der Theorie die physikalischen Grundlagen und Möglichkeiten der Elektronenmikroskopie und anderer bildgebender Verfahren für Auflösungen im Mikro- und Nanometerbereich. Das Highlight des ebenfalls 90-minütigen Workshops ist anschließend das eigenständige Experimentieren mit dem Mikroskop unter Anleitung der wissenschaftlichen Projektbegleiter. Den Schulklassen stehen vorbereitete organische und anorganische Proben zur Verfügung. Wer zudem wissen will, wie die Oberflächen ganz gewöhnlicher Gegenstände wie Münzen und Haare aussehen oder wer einmal auf die winzigen Strukturen von Insektenflügeln oder Computerchips blicken will, kann auch eigene Materialien mitbringen. Mit Hilfe des integrierten Spezial-Detektors von Bruker ist es zudem möglich, über das EDX-Verfahren (Energiedispersive Röntgenspektroskopie) die Elementarzusammensetzung der Probenoberfläche zu untersuchen. Das Mikroskopie-Angebot richtet sich an alle Schülerinnen und Schüler ab der 5. Klasse.

Beide Workshops sollen wie das gesamte Veranstaltungsangebot im InnoTruck anhand aktueller Forschungsgebiete und mit abwechslungsreichen Mitmachangeboten den Spaß an der Technik und den Naturwissenschaften wecken. Auf diese Weise vermittelt die BMBF-Initiative insbesondere Jugendlichen, worauf es in technischen Berufen ankommt, wie Ingenieure oder Forscher denken und welche Ausbildungs- und Studienwege interessante Perspektiven für die persönliche Karriereplanung versprechen.   Interessierte Schulen, Bildungseinrichtungen oder Kommunen können den InnoTruck mit dem neuen Veranstaltungsprogramm für einen zwei- bis dreitägigen Tour-Stopp kostenfrei über die Kampagnenwebsite anfragen: https://www.innotruck.de/mobile-ausstellung/innotruck-anfragen/

Copyright: BMBF-Initiative InnoTruck / FLAD & FLAD Communication GmbH

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