“互联网+教育”的课程智能适配
期刊：
高等工程教育研究 ,2021年(01):181-186 ISSN：1001-4233
作者机构：
[黄太进] 华中师范大学国家数字化学习工程化技术研究中心;[刘三女牙] 华中师范大学国家数字化学习工程化技术研究中心、教育大数据应用技术国家工程实验室;[李卿] 华中师范大学教育大数据应用技术国家工程实验室
关键词：
学生画像;智能适配;互联网+教育;网络课程
摘要：
新冠疫情背景下在线教育成为全球共同选择。随着在线教育资源的极大丰富以及教师和学生时空上的隔离,如何实时了解学生学习状态以便为教师提供有效教学反馈,如何为学生提供合适在线教育资源以满足差异化需求,成为在线教育亟待解决的问题与挑战。围绕网络课程智能适配方案,构建学生标签大数据平台,重点分析用户数据分类、获取方式及完整学生画像体系设计方法;结合多属性决策模型,探讨网络课程评级与分类方法;基于协同过滤匹配度算法,探讨实现学生和课程的精确推荐方法。网络课推荐方法不仅有助于提高网络课程利用率,也有助于根据学习者个人特征开展更加灵活有效的网络课程教学。
语种：
中文
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Educhain:基于区块链技术的终身教育记录跟踪方案
期刊：
现代教育技术 ,2020年30(7):5-12 ISSN：1009-8097
作者机构：
[刘三女牙; 黄太进] 华中师范大学.国家数字化学习工程技术研究中心;[李卿] 华中师范大学.教育大数据应用技术国家工程实验室
关键词：
区块链;教育记录;终身教育;Educhain方案
摘要：
为适应学习型社会对学习者终身教育记录跟踪的深层次、多元化需求,文章基于区块链技术,设计了一种去中心化的终身教育记录跟踪方案——Educhain区块链平台方案.文章指出,Educhain方案将开源公有区块链平台"以太坊"作为底层平台,采用基于同态加密的多方安全计算、智能合约、共识算法与激励机制.Educhain方案充分结合区块链的安全性和去中心化等特征,与教育实体机构形成了虚拟与现实融合的孪生教育空间,不仅有助于跟踪学习者在各个受教育阶段的学习记录,促进学习数据在不同教育机构之间的分发、共享、分析与应用,而且有助于实现数据驱动的教育智能,为学习者提供更精准的个性化学习支持与服务.
语种：
中文
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从学习科学到学习工程:历史跨越与未来走向
期刊：
电化教育研究 ,2020年41(11):5-12 ISSN：1003-1553
作者机构：
华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心,湖北武汉 430079;华中师范大学教育大数据应用技术国家工程实验室,湖北武汉 430079;[刘三女牙; 李卿; 周子荷] 华中师范大学
关键词：
学习工程;三元耦合结构;学习科学;学习技术
摘要：
在学习理论层出不穷、学习技术蓬勃发展的背景下,学习工程受到了广泛关注。文章基于对科学、技术与工程之间的关系的新解读,分析了学习科学的工程学隐喻,提出当代学习研究中存在着"科学—技术—工程"的三元耦合结构,以此论证了学习工程即将崛起的必然性。在此基础上,总结了学习工程这一学习研究新的分支领域目前发展的基本状况与成果,指出了未来在基础研究深化发展、方法论创新与伦理和价值观重建方面面临的挑战,并通过对教育领域内技术原始创新及其工程化应用的两个经典案例的分析与解读,讨论了如何从历史中汲取经验与智慧,展望了学习工程未来的发展之路。
语种：
中文
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一种基于校园大数据的学生成绩预测方法
发明/设计人：
杨宗凯;刘三女牙
（ ;赵亮;朱晓亮;孙建文
（ ;...
申请/专利权人：
华中师范大学
申请/专利号：
CN202010036203.1
申请时间：
2020-01-14
公开号：
CN111260514A
公开时间：
2020-06-09
主申请人地址：
430079 湖北省武汉市武昌区珞瑜路152号
摘要：
本发明涉及教育数据挖掘领域，提供一种基于校园大数据的学生成绩预测方法，包括：(1)数据融合；在智慧校园环境下，以学习者为中心，开展动态的、无侵入式的数据采集，实现学生线上线下、课内课外多维行为数据的汇聚和融合；(2)特征计算；综合利用线性分析、深度学习和非线性分析技术，从行为变化、勤奋度和行为非线性三个方面系统地构建学生多维行为特征体系，深入挖掘学生行为模式及其动态变化；(3)成绩预测；基于机器学习算法，构建高精度的成绩预测模型，为高挂科风险学生群体提供反馈和预警。本发明方法能够科学地、全面地对学生成绩进行预测，对高挂科风险学生提供预警。
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教育大数据采集机制与关键技术研究
作者：
柴唤友;刘三女牙
（ ;康令云;张雅娴;李卿;...
期刊：
大数据 ,2020年6(6):14-25 ISSN：2096-0271
作者机构：
华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心,湖北武汉430079;华中师范大学教育大数据应用技术国家工程实验室,湖北武汉430079
关键词：
教育大数据;数据采集;数据伦理;数据治理
摘要：
数据采集是实现教育大数据应用价值潜能的基础,因此对于教育大数据建设与应用至关重要。阐述了教育大数据的采集内容、采集方式、采集手段及标准与规范,并结合当前教育大数据建设与应用中的实际问题,分别从平衡数据共享与隐私保护、驱动数据治理与人才创新、创新采集机制与相关技术3个方面,对教育大数据采集研究提出对策与建议。
语种：
中文
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不同关系定义下在线交互网络特点及其与学习绩效关系——以SPOC论坛为例
作者：
刘三女牙
（ ;郭美伶;胡天慧;柴唤友;贺博;...
期刊：
开放教育研究 ,2020年26(03):80-90 ISSN：1007-2179
作者机构：
[刘三女牙] 华中师范大学.教育大数据应用技术国家工程实验室;[郭美伶; 胡天慧; 柴唤友; 贺博; 韩雪; 欧阳柏强] 华中师范大学.国家数字化学习工程技术研究中心
关键词：
学习者交互;社会网络分析;关系定义;学习绩效;SPOC论坛
摘要：
目前,很多研究者采用社会网络分析方法探讨在线异步讨论论坛中的人际交互。然而,现有研究大多采用直接回复或共现的关系定义人际交互,较少考虑SPOC论坛中不同关系定义对于社会网络结构和属性以及社会网络中心度与学习绩效之间关系的影响。为此,本研究以SPOC论坛为例,分别从群体和个体角度探究七种关系定义下的社会网络结构和属性,并探讨不同关系定义下社会网络中心度与学习绩效之间的关系。研究发现:不同关系定义下的社会网络结构和属性具有一定差异,其中,完全共现关系定义与其它关系定义在网络结构和属性方面差异较大;社会网络中心度与学习绩效显著正相关。
语种：
中文
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Fast facial smile detection using convolutional neural network in an intelligent working environment
作者：
Wu, Huiting
* ;Liu, Yanshen;Liu, Yi;Liu, Sannvya
（ 期刊：
Infrared Physics & Technology ,2020年104:103061 ISSN：1350-4495
通讯作者：
Wu, Huiting
作者机构：
[Liu, Sannvya; Liu, Yanshen; Wu, Huiting] Cent China Normal Univ, Natl Engn Res Ctr E Learning, Wuhan 430079, Peoples R China.;[Liu, Yi] Cent China Normal Univ, Educ Informatizat Res Ctr Hubei, Wuhan 430079, Peoples R China.
通讯机构：
[Wu, Huiting] C;Cent China Normal Univ, Natl Engn Res Ctr E Learning, Wuhan 430079, Peoples R China.
关键词：
Convolutional neural network;Digital signal processing;Infrared imaging technology;Intelligent learning environment;Smile detection
摘要：
Infrared facial expression recognition is very important to understand the human emotion and behaviors. Smile detection plays a key role in facial expression recognition. In this paper, we have developed a fast facial smile detection algorithm with convolutional neural network and infrared imaging technology. Due to random noise and band overlap in the infrared imaging spectroscopy, we propose a maximum likelihood (ML) restoration algorithm with spectral-spatial L1-norm constraint for low-resolution infrared spectrum. In this model, we also employ the spectral-spatial L1 norm to contrain the smoothness of the infrared spectrum data. With the aid of spectral-spatial L1-norm minimization as compelling constraints, the proposed method can not only remove noise dramatically but also compute the instrument blurry function simultaneously. The results show that the developed method can recover a noise-free infrared spectrum, and the spectral structure is richer than the compared methods. The high-resolution infrared spectrum could be utilized for fast facial smile detection task in the intelligent learning environment. © 2019 Elsevier B.V.
语种：
英文
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计算教育学:内涵与进路
期刊：
教育研究 ,2020年41(03):152-159 ISSN：1002-5731
作者机构：
[刘三女牙] 华中师范大学.国家数字化学习工程技术研究中心;[杨宗凯] 西安电子科技大学.;[李卿] 华中师范大学.教育大数据应用技术国家工程实验室
关键词：
计算教育学;研究范式;教育大数据;智能教育
摘要：
随着信息技术与教育教学融合的不断深入以及教育大数据的形成,计算教育学应运而生。计算教育学是通过技术赋能,基于数据密集型的研究范式,解释信息时代的教育活动与问题,揭示教育复杂系统内在机制与运行规律的新兴交叉学科。计算教育学围绕计算教育伦理、教育主体计算、教育情境计算、教育服务计算等核心任务开展研究与实践,助力实现人才培养的个性化、教育评价的科学化及教育管理的精准化。计算教育学的发展亟须建构计算教育伦理、科学量化教育场景、提升数据融合与智能处理能力、促进学科交叉、加强协同创新。
语种：
中文
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一种面向学生校园卡行为数据构建社交网络的方法
发明/设计人：
杨宗凯;粟柱;刘三女牙
（ ;柯文祥;刘智;...
申请/专利权人：
华中师范大学
申请/专利号：
CN202010022787.7
申请时间：
2020-01-09
公开号：
CN111258994A
公开时间：
2020-06-09
主申请人地址：
430079 湖北省武汉市武昌区珞瑜路152号
摘要：
本发明属于软件工程技术领域，提供一种面向学生校园卡行为数据构建社交网络的方法，其中将从校园卡获取的行为数据集进行分类，选取了食堂就餐的这一种常规行为，通过数据清洗、处理、分析，利用时空共线的判断方法找到其关系链接，统计其链接强度，当大于阈值的时候，认为这个关系链接是符合朋友关系的链接，从而获得该社交网络中任意用户之间相互关系的真实、可靠的关系，实现整个社交网络的结构构建，利用时空共线的原理和基于统计概率的阈值筛选方法找到的朋友关系是符合实际和预期。
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学习者社会网络交互、情绪表征与学习成效的关系研究
期刊：
中国远程教育 ,2020年(6):31-39+59+77 ISSN：1009-458X
作者机构：
华中师范大学教育大数据应用技术国家工程实验室 430079;华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心 430079;[刘三女牙; 孙建文; 粟柱; 康令云; 刘智] 华中师范大学
关键词：
社会网络分析;情绪密度;社区;交互模式;学习成效;差异性分析
摘要：
情绪与社会化交互是构建学习者模型的两个重要特征,学习者的情绪特征计算与社会网络分析已获得了学习分析领域的广泛关注。本研究以某高校云平台上两门课程的论坛发帖纪录为研究对象,分别探究了学习群体在情绪表征(积极、消极与困惑情绪密度值)以及社会网络交互(网络中心性与网络结构特征)方面的差异。研究结果表明:具有网络交互关系的学习者间情绪倾向趋于一致。整体网络中的"子团体"以分散型网络居多,不同社区组学习者在积极和消极情绪上具有显著性差异,而在困惑情绪上差异性并不显著。与中、低成效组相比,高成效组学习者在信息传递的中介性以及协作学习中的参与性方面的表现更为显著,但其积极情绪密度较低。论坛中情绪和交互特征的联合分析有助于对学业风险个体的准确干预和群体互动质量的提升。
语种：
中文
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一种基于计算机视觉的多维度课堂量化系统及方法
发明/设计人：
刘三女牙
（ ;侯成坤;孙建文
（ ;陈雅淑;李卿
申请/专利权人：
华中师范大学
申请/专利号：
CN201910516795.4
申请时间：
2019-06-14
公开号：
CN110334610A
公开时间：
2019-10-15
主申请人地址：
430079 湖北省武汉市洪山区珞瑜路152号华中师范大学
摘要：
本发明公开了一种基于计算机视觉的多维度课堂量化系统及方法，该系统包括：数据采集模块，用于实时采集课堂上课的学生正面视频，以及教师授课的视频；数据实时处理模块，用于实现教师授课行为检测与识别、学生上课学习行为的检测与识别；数据可视化展示模块，用于从四个角度量化课堂并可视化展示，从而构建教师和学生双向维度的新型评价系统来量化课堂；数据存储模块，包括整堂课的原始视频数据保留、学生异常行为截帧保留、课堂评价报告生成，从原始视频到处理过程到处理结果三个部分存储数据。本发明能自动、智能地评价课堂，方便教师课后参考课堂教学过程，根据量化的学生行为结果反馈教学质量从而针对性地改善教学效果，促进学生学习进步。
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一种基于声学信号的课堂交互网络分析方法
发明/设计人：
刘三女牙
（ ;黄山云;侯成坤;陈雅淑;孙建文
（ ;...
申请/专利权人：
华中师范大学
申请/专利号：
CN201910702610.9
申请时间：
2019-07-31
公开号：
CN110473548A
公开时间：
2019-11-19
主申请人地址：
430079 湖北省武汉市洪山区珞瑜路152号华中师范大学
摘要：
本发明公开了一种基于声学信号的课堂交互网络分析方法，该方法包括下步骤：步骤1、数据采集：采集课堂的语音信息，并将其转换为音频信号；步骤2、数据预处理：对采集到的音频信号进行重采样、预加重、分帧、加窗以及声学信号特征的提取；步骤3、声学信号识别：对音频进行声纹以及情绪的识别，获取每个说话人的起始位置、性别以及情绪状态；步骤4、课堂交互分析：使用社会网络分析对每个说话人进行模型构建，最终判定课堂中个体交互差异以及课堂的交互结构。本发明能够实现通过声学信号定量和定性的分析课堂交互行为，根据社会网络分析结果评价课堂交互、反馈教学质量，从而针对性地改善教学效果。
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一种面向WiFi日志数据的解析存储搜索方法
发明/设计人：
刘智;刘三女牙
（ ;杨宗凯;周东波;李敏士;...
申请/专利权人：
华中师范大学
申请/专利号：
CN201910060016.4
申请时间：
2019-01-22
公开号：
CN109902070A
公开时间：
2019-06-18
主申请人地址：
430079 湖北省武汉市武昌区珞瑜路152号
摘要：
本发明属于计算机信息技术领域，提供一种面向WiFi日志数据的解析存储搜索方法，包括：(1)提取解析WiFi日志的日期、时间、宿主IP、事件类型、消息类型、消息码、事件码、路由器地址和路由器IP；(2)将解析的数据以键值对的形式保存至MongoDB分布式文件存储数据库；(3)开启Logstash管道将MongoDB数据库复制到Elasticsearch搜索引擎中搜索；(4)按照事务完整性导出MongoDB数据库的数据为二进制JSON文件，并加载到Hadoop平台。本发明方法能够对WiFi日志数据进行有效的解析和存储，同时提高了搜索的效率以及离线计算效率。
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融合长短时记忆与贝叶斯网络的知识追踪方法及系统
发明/设计人：
刘三女牙
（ ;孙建文
（ ;张凯;蒋路路;邹睿
申请/专利权人：
华中师范大学
申请/专利号：
CN201910889394.3
申请时间：
2019-09-19
公开号：
CN110807469A
公开时间：
2020-02-18
主申请人地址：
430079 湖北省武汉市洪山区珞喻路152号
摘要：
本发明公开了融合长短时记忆与贝叶斯网络的知识追踪方法与系统，其通过建立包括时间序列的认知数据集和长短期记忆神经网路，计算与当前时间序列对应的知识组件的贝叶斯知识追踪模型的参数组，从而利用贝叶斯知识追踪模型计算学习者对当前时间序列的题目的答题正确的概率预测值，通过对比认知数据集中当前时间序列的题目的答题正确与否的真实值，得到与当前时间序列对应的长短期记忆神经网络模型损失函数，从而得到权重参数矩阵的优化值和偏差参数矩阵的优化值；遍历认知数据集所有的时间序列，得到长短期记忆神经网络模型权重参数矩阵的优化值和偏差参数矩阵的最优值；从而实现学习者对待测试题目的认知状态的预测，依据学习者的认知状态的预测进行学习者的学习路径规划和/或知识图谱的构建。
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一种多空间融合学习环境构建方法和装置
发明/设计人：
杨宗凯;刘三女牙
（ ;周东波;王泰;刘智;...
申请/专利权人：
华中师范大学
申请/专利号：
CN201910816540.X
申请时间：
2019-08-30
公开号：
CN110598770A
公开时间：
2019-12-20
主申请人地址：
430079 湖北省武汉市洪山区珞喻路152号
摘要：
本发明涉及一种多空间融合学习环境构建方法及装置。该方法包括：预定义多空间融合学习环境所包括的多个空间及每个空间学习环境构建参数；构建每个所述空间语义网络模型；采集学习主体关联事件和学习环境关联事件，构建面向学习主体的多空间语义层级一致性的数据融合模型；构建基于学习场景的一体化具身模型；根据所述一体化具身模型为学习主体设置所述学习环境构建参数。本发明可以为学习主体个性化动态地构建多空间融合的学习环境。
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SPOC论坛中学习者兴趣主题建模及其与学习成效的关系研究
作者：
刘智;刘石奇;李卿;柴唤友;康令云;...
期刊：
电化教育研究 ,2019年40(12):87-96 ISSN：1003-1553
作者机构：
[刘三女牙; 刘智; 李卿; 康令云] 华中师范大学.教育大数据应用技术国家工程实验室;[刘石奇; 柴唤友] 华中师范大学.国家数字化学习工程技术研究中心
关键词：
SPOC论坛;学习兴趣;学习成效;差异性分析;回归分析
摘要：
小规模限制性在线课程(Small Private Online Course,SPOC)论坛作为高校师生互动交流的重要场所,其产生的对话文本为教师了解学习者兴趣、实现智能化和个性化教学带来契机.研究提出了一种基于情感—主题时序建模的学习者兴趣主题检测与追踪方法,用于发现SPOC论坛中学习者兴趣主题与教学内容的相关性以及对学习成效的影响.研究结果表明:(1)与教学内容相关的兴趣主题对学习成效具有显著的正面效应,而娱乐灌水类兴趣主题对学习成效具有显著的负面效应;(2)在学期初期和末期,学习者兴趣主题与教学内容的语义相关度会显著上升,而中期则显著下降,即中期的"分心"现象最严重;(3)高成效组最先发起并参与了与教学内容相关的兴趣主题讨论,而低成效组的参与则较为滞后,且更倾向于表述与教学内容无关的内容.最后,通过对兴趣主题与学习成效的关系、兴趣主题对学习成效的影响以及不同成效群体在兴趣主题上的差异性与可预测性进行讨论,研究为互动教学中的精准学习干预以及智能导学方法的设计提供了相关建议.
语种：
中文
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基于传感数据的学习分析应用研究
作者：
李卿;任缘;黄田田;刘三女牙
（ ;屈杰
期刊：
电化教育研究 ,2019年40(5):64-71 ISSN：1003-1553
作者机构：
[李卿] 华中师范大学.教育大数据应用技术国家工程实验室;[刘三女牙; 任缘; 黄田田] 华中师范大学.国家数字化学习工程技术研究中心;[屈杰] 临江市第一中学.
关键词：
教育大数据;传感数据;学习分析;可穿戴技术
摘要：
数据是学习分析研究的重要前提。传感技术的发展极大地提升了物理学习空间中的数据采集能力,拓展了学习分析的边界。为把握传感技术的应用现状与趋势,文章在分析传感技术的特征和功能基础上,使用文献研究法探讨了传感数据与学习分析结合的应用价值,构建了基于传感数据的学习分析框架,包括感知学习状态、预测学习表现、干预与反馈学习过程等。基于现有研究成果,将基于传感数据的学习分析应用归纳为学习认知、学习情感和动作技能等三个领域,分析了传感数据采集、模型优化、反馈机制等方面的挑战并提出未来可关注的研究方向。
语种：
中文
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物理学习空间中学习者情绪感知研究综述
期刊：
远程教育杂志 ,2019年37(2):33-44 ISSN：1672-0008
作者机构：
[刘三女牙; 孙建文; 刘智] 华中师范大学.教育大数据应用技术国家工程实验室;[方常丽] 华中师范大学.教育信息技术协同创新中心
关键词：
情绪感知;传感器;可穿戴技术;生理信号;学习分析;智能教育
摘要：
在'人—技'协同进化的教育发展态势下,学习者的学习方式和交互环境正面临深刻变革,物理学习空间内的学习支持服务亟待重塑。近年来,研究者们致力于采用传感器获取学习者的生理行为数据,结合学习分析技术推测其情绪状态,并以适当的干预机制来提高积极情绪唤醒度,进而助力于个体学业成功。当前,在物理学习空间中,针对学习者情绪感知的主要手段有人工观察法、自我报告法、基于生理信号、语音信号、面部表情信号以及眼动信号的感知方法;应用研究案例包含智能导师系统、虚拟学习同伴、情绪互动支持、自我调节能力评估、学情分析监控等主题。对物理学习空间中学习者情绪感知的研究,可为未来学习空间的重塑带来新的研究视角和参照。
语种：
中文
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SPOCs论坛中学习者的交互模式研究——基于回复网络和引用网络的比较
作者：
刘三(女牙)
（ ;韩雪;柴唤友;欧阳柏强
期刊：
中国电化教育 ,2019年(11):73-79 ISSN：1006-9860
作者机构：
[刘三(女牙)] 华中师范大学.教育大数据应用技术国家工程实验室;[韩雪; 柴唤友; 欧阳柏强] 华中师范大学.国家数字化学习工程技术研究中心
关键词：
社会网络分析;交互模式;回复网络;引用网络
摘要：
SPOCs论坛作为一种支持在线学习的辅助平台,为学习者提供了一个相互交流、共同参与的学习空间。该文以中部某师范大学云课堂平台中一个学期的课程论坛发帖为研究对象,采集学习者在线交互时产生的日志文件、发帖内容等数据,基于社会网络分析法和Engel创建的新指标体系,同时对论坛发帖中的回复关系和引用关系进行分析,重点探究两种关系模式下交互模式的差异性。研究结果发现:在群体水平上,基于引用关系得到的交互数量更多,且引用网络的群体指标值均高于回复网络;在个体水平上,基于个体指标分组的两类网络中的成员构成发生了较大的变化。这一结果表明SPOCs论坛中学习者之间并不只是存在着同一层级的简单的回复关系,还存在着大量对其他学习者发帖内容的引用关系;相比于回复网络,引用网络能够更真实地反映学习者实际发生的交互关系。
语种：
中文
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