과학교육 정책

영국의 과학교육 과정

국가교육과정 도입의 배경

• 기본 목적 : 국가수준에서 학습내용 및 성취수준에 대한 기준을 제시해 줌으로써 전체적인 교육의 질을 향상
• 교육과정 제도 도입 배경 : 기존의 제도, 즉 교육과정의 결정권한을 단위학교나 교사에게 부여했던 전통적인 제도에 대한 정부의 불만
  • 사회에서 필요로 하는 인력을 제대로 양성하여 공급하지 못함
  • 기존의 교육이 학생의 자유와 흥미를 지나치게 강조함으로써 읽기, 쓰기, 셈하기 등 기본 능력에 대한 훈련이 충분히 이루어지지 않고 있다는 점
  • 많은 학생들이 수학, 과학, 외국어 등 국가 발전을 위해서는 필요하지만 어려운 과목들을 학생들이 기피한다는 점을 중요한 문제로 간주
  • 교육의 문제점을 개선하기 위해서는 교육의 질에 대한 국가수준의 통제가 요구된다고 인식
• 국가교육과정 제도 도입의 의의
  • 학생들이 학습해야 할 내용과 도달해야 할 성취 수준을 과목별로 표준목표를 제시
  • 일정 단계마다 학생들의 성취도를 국가수준의 평가를 통해 확인 : 개개 학생 및 각 학교 사이의 성취도에 대한 상호비교가 가능

과학 교육과정

• Core Subject : 영국에서는 과학이 영어 및 수학과 함께 세 가지 핵심과목임. 언어, 수리, 과학적 능력이 다른 교과 공부뿐만 아니라 성인 생활 측면에서도 기초가 된다는 관점에서 과학이 핵심과목으로 지정됨

현행 교육과정

• 구성 : 학습 프로그램(Programme of Study)과 성취 목표(Attainment Target)
• 학습 프로그램(Programme of Study)
  1. 학생들에게 가르쳐야 할 학습 내용을 기술
  2. 4개의 목표영역 : ‘실험 및 탐구과학’, ‘생명과정과 생물’, ‘물질과 그 특성’, ‘물리적 과정’. 학교 급별로 4개의 Key Stage(주단계)로 제시
  3. Key Stage(KS)별 구분
     • KS1, KS2의 5개 영역 : 체계적 탐구, 일상생활 속의 과학, 과학적 관념의 본성, 의사소통, 건강과 안전
     • KS3과 KS4의 5개 영역 : 체계적 탐구, 과학의 응용, 과학적 관념의 본성, 의사소통, 건강과 안전
• 성취 목표(Attainment Target)
  학생들이 각 주 단계를 마쳤을 때 달성하기를 기대하는 성취 목표를 기술 한 것. 4개 영역으로 구분
  1. 성취목표 1: 실험과 조사 과학(과학의 본성)
  2. 성취목표 2 : 생명과정과 생물
  3. 성취목표 3: 물질과 그 성질(화학)
  4. 성취목표 4: 물리적 과정(물리학과 지구과학)

  * 과학의 본성은 별도로 설정하여 지도하는 것이 아니라 다른 세 영역의 맥락에서 지도

• 성취목표와 그 하위 구성요소는 모두 성취수준으로 서술. 성취수준은 특정 수준에 있는 학생이 보여야 할 수행의 형태와 범위를 나타냄
  • 성취수준 1 : 관찰한 사물, 생물, 사건의 단순한 특성을 기술하고, 발견한 것을 이야기, 그림, 도표 등 간단한 방법으로 발표하는 수준
  • 성취수준 2 : 사물을 발견하는 방법에 관한 제안에 반응하고, 자기가 자료를 수집한 방법을 제안한다. 간단한 도구를 사용하여 관찰하고 비교
  • 성취수준 3 : 질문의 답을 찾는 방법에 관한 자신의 생각을 말하며, 자료 수집의 중요성을 인식한다. 도구를 사용하여 길이, 질량 등 양을 측정하고 기록. 결과 속의 규칙성을 기술하고 의사 교환하여 개선할 사항의 제안
  • 성취수준 4 : 과학적 개념이 증거에 바탕을 둔다는 것을 인식. 과제를 수행한 방법과 변인을 조절하거나 통제한 방법을 보임. 필요에 따라 예상하며 적절한 방법을 선정. 결과를 표나 차트로 기록하여 비교하며, 그래프를 해석
  • 성취수준 5 : 다양한 정보의 출처를 선정하며 정확하고, 반복적으로 관찰, 측정하고 그럴 때마다 나타나는 차이를 설명. 결과를 체계적으로 기록하고 발표. 증거와 일치하는 결론을 도출하고, 그것을 과학지식 및 이해와 일치시킴
  • 성취수준 6 : 수행된 과학적 개념의 증거를 기술하고, 과학자가 새로운 개념을 발달시키는 증거를 설명
  • 성취수준 7 : 과학적 이론에 바탕을 두어 예상하고, 그 예상을 검증하기 위해 수집한 증거를 제시. 과학지식과 이해를 이용하여 적절한 해결책을 결정
  • 성취수준 8 : 새로운 증거로 변할 수밖에 없는 설명과 모형의 예를 설명하며 다양한 견해를 제시. 기타로 예외적 수행기준이 있음
• 수요자 중심 교육과정의 구현
  • 국가 교육과정은 수준별 교육과정을 채택 : 교육과정은 교과내용의 난이도 수준별만 아니라 학생의 학습 능력 수준도 고려
  • 같은 연령의 학생이라도 능력에 따라 성취수준이 달라질 수 있음을 제도적으로 인정
  • 수준별 교육과정의 8단계 성취 수준과 예외적 성취 수준으로 구성되어있음. 즉 KS1은 성취수준 1~3, KS2는 성취수준 2~5, KS3은 성취수준 3~7 , KS4는 수준8, 예외적 성취는 매우 뛰어난 학생으로서 수준8을 능가하는 경우를 위해 마련한 수준임

2008년 이후 시행 교육과정

새 교육과정 도입 배경 및 목표

• 2005년 3월 교육부가 QCA(Qualifications and Curriculum Authority)에 중등학교의 교육과정을 재검토하라는 지시를 함
• 중등학교(Key Stage 3, 4)에서 2008년 9월부터 새 교육과정 도입
• key stage 2 -4의 효과적인 학습 이행을 위한 교육과정의 일관성 확보
  • 기초 기본 과목에서 교사의 평가 전문성 향상
  • 학습자 동기유발 강화
  • 영어, 수학, ICT 분야의 학습력 높이기
• 학습자의 수요 수준에 부응할 수 있도록 학교의 재량권 강화
• 초등 중등 고등교육의 원활한 학습 진행
• 계속교육 및 고등교육 진학률 증가

과학 교과에 해당하는 특징적 사항

• 2새 교육과정 도입 배경 및 목표
• 실험방법과 같은 실용적 지식과 함께 과학의 윤리 도덕적 측면에 대한 학습 강조. 생명공학, 원자력 에너지 활용 등의 학습에서도 윤리적 측면 강조. 건강한 식습관, 운동의 효과, 술, 담배, 마약 등의 약물 복용의 결과에 대해서도 학습
• 2007년 KS3와 KS4를 중심으로 개정된 국가교육과정이 2008년 9월부터 시행될 예정. 관련 정보는 다음의 웹사이트 참조 : 영국 국가교육과정 웹사이트

향후 과학(교육) 정책의 방향

SIIF (Science and Innovation Investment Framework 2004-2014)

보고서 개요

• 2004년 이후 10년간의 과학, 기술, 혁신 분야에 대한 정부 투자계획 청사진
• 2004년 당시 재무성, 교육기술부(DfES), 통상산업부(DTI) 공동으로 작성
• 과학과 기술을 정부투자의 최우선 순위에 지정
• 예산 투입면에서 경제성장률보다 높은 수준의 투자 약속. 과학분야 투자 연 평균 실질증가률을 5.8% 이상으로 유지할 계획
• 영국을 과학 기술 분야 세계 최고의 국가로 만들기 위해 R&D 투자를 국가 소득의 1.9% 수준에서 2014년 2.5%로 높일 계획
• 보고서에서 제시한 주요 정책들을 요약하면 다음과 같음
• 본 보고서의 내용이 영국의 과학(교육) 정책을 포괄하고 있는 것으로 생각됨

지식기반(Knowledge Base) 구축

• 국가의 미래와 경제성장에 있어 지식 분야 투자는 강화되어야 함. 세계 경제에서 영국을 지식분야의 허브로 발전시키겠음
• R&D 역량 강화 노력
• 모든 영역에서의 분명한 성취 목표를 제시하고 2년마다 중간 보고서 발표 계획

투자 계획

• NGDP(National Gross Domestic Product)에서 R&D 비율을 현재의 1.9%에서 2014년 2.5%로
• 목표 달성을 위해서는 산업분야의 R&D 투자 증가가 필수적임
• 정부 투자 증가률을 연 평균 5.8% 이상으로 유지 계획
• GDP 대비 과학투자(science spending)를 최소한 경제성장률 이상으로 유지
• GDP 대비 R&D 투자 비율을 2.5%로 높이기 위해서는 향후 10년간 5.75% 정도의 비율로 증가되어야 함

계속적인 과학 기반 강화

• 현재 영국의 과학기반은 우수한 것으로 평가하면서 이를 계속 발전 강화시키는 노력 경주 : 연구기관에 대한 안정적 지원, 과학을 더욱 혁신시키기 위한 개혁조치
• 목DTI와 DfES를 통한 과학 투자 실질 증가률을 5.8%로 계획
• Higher Education Funding Bodies와 Research Councils를 통한 2원 지원체제(Dual Support System)

세계 최고 수준의 연구

• HE Funding Council 및 Research Council을 통한 지원으로 주요 대학이 연구를 더욱 효율적으로 수행할 수 있도록 지원
• Office of Science and Technology에서 종합적인 성취관리 방안 연구
• 연구소에서 수행하는 연구에 대하여 현재보다 더 현질적인 실질적 투입경비 기준으로 지원
• 연 ￡500m 의 자금을 투입하여 대학의 연구 기반(research infrastructure) 향상

과학, 공학, 기술(SET) 연구자 안정적 확보

• SET 분야 연구에 많은 우수 인력 유인이 절대적으로 필요함
• 과학 교사, 교수의 질 높이기
• GCSE 수준에서 과학 선택학생들의 성취도 높이기
• 고등교육 수준에서 SET 전공자 늘리기
• 우수한 학생들을 R&D 분야로 유인
• 2007/2008년 까지 Initial Teacher Training 단계에서의 과학교사 부족현상 해소
• 2005/2006년부터 Graduate Teacher Programme에서 과학 전공자 수 2배로 늘리기
• 2005년부터 과학분야 전공자 교육 지원비용을 ￡6,000에서 ￡7,000으로 인상
• 신규 과학 교사를 위한 ‘Golden Hello’를 ￡4,000에서 ￡5,000으로 인상
• 과학과목 수석교사(Advanced Skills Teachers :ASTs)의 경우 봉급 상한선을 폐지하고 최소 ￡40,000(런던 ￡45,000) 이상을 받을 수 있도록 함
• 2007/2008년까지 모든 중등학교에서 최소 1명 이상의 Higher-Level Teaching Assistant를 배치할 수 있도록 과학 전공학생 특별 교육
• 과학 교사의 연수 기회 강화 및 Science Learning Centres에 대한 지원 강화를 통하여 과학교육의 질 향상
• SET 분야 교사들의 이직 현상에 대한 심층적 연구 시행
• 물리학, 공학 전공자를 늘리기 위하여 고등교육기관, 산업체, 과학 단체들의 학교와의 연계 강화 노력

학교 수준의 과학교육 강화 방안

• GCSE 수준에서 영어과목의 56% 학생이 A*-C 등급 취득과 비교하여 과학과목의 경우는 48%만이 A*-C 등급에 도달하고 있음
• 학생들의 동기유발과 성취에 영향을 미치는 요소들은 교사, 가르치는 방법, 교수환경, 교육과정, 매체의 영향, 진로지도 등을 들 수 있음
• 과학과목이 학생들에게 더 어렵고 별 상관없는(more difficult, less relevant) 과목으로 인식되고 있는 현상을 타개하기 위한 노력 : 과학과 기술의 중요성에 대한 교육, 대학에서 과학을 전공하도록 하기 위한 충분한 지식과 동기 부여, 취업에서의 유리함 인식 제고 노력
• 과학 교육이 번창할 수 있는 강력한 학교 기반의 필요성
• 과학분야 취약 학교의 수준 높이기 노력
• 과학 특성화 학교를 포함한 전 학교의 특성화 학교 추진. 현재 224개의 Specialist Science College, 35개의 Engineering College, 545개의 Technology 운영

더 나은 학교 환경 조성

• 좋은 물리적 환경에서 더 나은 교육이 이루어지기 때문에 학교 건물의 질 향상 노력 계속
• 특히 실제적인 과학 수업을 가능하게 하고 최첨단 ICT 장비를 갖춘 과학 학습 환경 개선 노력 계획
• Building Schools for the Future 계획에 의거 모든 중등학교를 재건축할 계획
• 2005-2006년까지 학교의 실험실을 보통 수준(satisfactory)이상으로 끌어올리고, 2010년까지는 우수수준(good or excellent)으로 높일 계획
• 21세기에 필요로 되어지는 교수학습 환경을 갖춘 모델 디자인의 보급를 통한 과학 교수 환경의 개선

질 높은 과학교사 공급 노력

• 양질의 과학 교사 공급이 과학교육의 성패를 가른다는 인식
• 최근 상황이 호전되고 있음 : 2003/04년에 2,910명의 과학과목 교사훈련을 받았는데 이는 2002/03에비해 7%, 1999/2000에 비해 23% 증가한 수치임
• 학교 차원에서도 보수면에서 과학교사에 대한 우대방안 시행을 권장
• 2000/01 이후 Post Graduate Certificate in Education(PGCE)에 참여하는 대학졸업자에게 ￡6,000를 지급하고, 교사가 부족한 과목의 경우는 1년 수학 후 ￡4,000의 ‘Golden Hellos’ 지급하고 있음
• 하지만 2004년 1월 현재 부족 교사 수에 있어 과학이 수학에 이어 2위인 상황임(England 지역 240명 부족)
• 2005년 9월부터 과학분야 교사 훈련비를 ￡6,000에서 ￡7,000으로, Golden Hello를 ￡4,000에서 ￡5,000으로 인상
• 2005/06부터 Graduate Teacher Programme의 과학과목 정원을 2배로 함

과학 교육과정의 개선

• 학생 수준에 알맞으며 핵심 지식과 기술을 심어 주는 과학 교육과정의 중요성 강조
• 모든 개별학생의 욕구를 충족시킬 수 있고 교사들이 창의적이고 혁신적인 교수방법 활용과 학습자료를 사용할 수 있게 하는 탄력적인 교육과정 필요
• 이미 Applied Science GCSE 및 GCSE Science 등을 통하여 이러한 요구를 반영하고 있음
• 2006년부터 Key Stage 4에서 새로운 Programme of Study for Science가 도입되어 교사의 탄력적인 수업을 가능하게 할 것임
• 기본적 지식과 함께 취업 및 사회생활에 필요한 사항을 종합한 Diploma 제도의 도입

파트너십 강화

• 고용주, 대학, 과학센터, 사회, Research Council 등의 핵심 당사자들의 협력관계가 과학 교수학습을 개선하는데 중요한 사항임을 강조
• 과학을 대하는 태도 형성에 있어 이러한 당사자들의 역할의 중요성 강
• 학교는 지역사회와의 협력 관계에 의해 학교 밖에서의 과학 학습 경험 제공기회 확대 노력
• 1999년 Student Associates Scheme 시행 : 우수한 과학 전공 대학생을 학교에 배치, 최신 과학 연구를 교실에 소개, 학생과 교사 모두에게 촉진제 역할 제공. 2005/06까지 교사가 부족한 주요 과목(수학,과학,외국어,ICT등) 중심으로 10,000명의 대학생 배치. 과학을 공부하려는 학생들을 도와줄 대학생 배치 증가 계획
• SETNET(the Science, Engineering, Technology and Maths Network) : 영국 전체적으로 50곳에 이르는 SETPoints 운영. 과학과 기술 관련 활동을 학교에 파급하기 위한 활동. Science Learning Centre, Specialist Schools 등과 협력하여 SETNET는 학교의 과학교육을 위한 외부자원으로 역할 수행. 정부에서 매년 ￡3m 정도의 재정 지원
• SEAs(Science and Engineering Ambassadors) : 젊은 과학자 공학자들이 학교를 방문하여 자신의 분야에 대해 설명하는 프로그램. 2002년 657명에서 2004년 6,000명으로 증가. 2005년까지 12,000명 목표.

A-level 과 대학에서의 SET 선택 권장 지원

• 1995년 이후 A-level 시험 수학선택 학생수 13% 감소, 물리 선택 13% 감소, 화학 15% 감소 현상. 반면 Design & Technology, Business Studies, Psychology, Media Studies 등 과목의 선택 학생수는 급격하게 증가
• 이러한 현상을 타개하기 위한 노력을 학교에서 시작할 것임
• 16세 이후 교육기관에서 이러한 과목에서 양질의 교육 제공 노력 강화 : Apprenticeship, Foundation Degree, SEMTA 등 제도도입 및 이에 대한 지원 강화
• DfES와 LSC(Learning and Skills Council) 합동으로 ‘Success for All’ 프로젝트 수행 : 16세 이상 SET 교육의 질과 효율성 제고를 목적으로 함
• 동 교육기관에 대한 Ofsted의 감독 평가 강화

SET 전공 대학생수 증대 노력

• 정보제공 활동 : 대학진학 준비생을 대상으로 하는 대학과 관련 단체들의 홍보 및 정보제공 노력. Teaching Quality Information(TQI) 웹사이트 운영. 모든 고등교육기관의 학부 및 대학원 졸업생의 취업에 관한 정보 제공. 학과 정보, 취업정보, 보수 등에 대한 모든 정보를 대입지원자에게 제공
• 대학 관련학과 동향에 대한 관심 : 지난 10년 동안 15개 물리학과, 11개 화학과가 폐쇄된 점에 주목. 과학교육 전공자의 감소를 막기 위하여 대학과 HEFCE의 공동노력 경주. 관련 학과에 대한 추가 지원 검토.

과학 기술에 대한 국민적 자신감과 참여 강화

• 과학계와 정책 수립자들이 필요한 국민과의 대화에 참여할 수 있도록 하는 새로운 자금 지원계획 수립 예정
• 단순히 과학에 대한 국민의 이해 제고 차원에서 과학에의 참여를 촉진하는 차원의 정책들 추진 계획. Public Engagement Work Programme 개발. 각종 과학 활동 지원
• BA (The British Association for the Advancement of Science) : National Science Week, BA Festival of Science, Young’s People’s Programme 등 운영
• Office of Science and Technology의 과학사회 분야 투자를 2005/2006의 ￡4.25m에서 2006/2007에는 ￡9m 이상으로 인상
• 극단적인 동물보호 단체의 압력으로부터 합법적인 연구를 보호하기 위한 노력

과학 학습자, 전공자 증대 목표(2006년 보고서 내용)

• A-level 물리, 화학, 수학 선택 학생수가 계속 늘어 나도록 노력하여 2014년까지 물리 선택자 35,000명(현재 24,200명), 화학 선택자 37,000명(현재 33,300명), 수학 선택자 56,000명(현재 46,168명)으로 증대할 계획
• Key Stage 3(11-14세)에서 Level 6 도달 학생수의 계속적인 증대 노력
• GCSE 2개 이상의 과학과목에서 A*-B, A*-C 등급 취득 학생 수 증대 노력
• 물리, 화학, 수학 전문교사(specialist teachers) 확보, 유지 노력을 계속하여 2014년까지 과학교사 25%를 물리 전문교사로, 31%를 화학전문교사로 양성. 수학교사의 95% 이상을 수학전문교사(mathematics specialist)로 양성(현재 88% 수준)
• School Accountability Framework에 과학을 포함시킴으로써 학교에서 과학을 중요시하도록 하는 정책 시행
• 2008년부터 Key Stage 3에서 Level 6에 도달하는 학생에게는 3개의 과학과목을 선택할 수 있는 자격부여
• 과학과목 전공자의 교직 유인을 위해 새로이 교사훈련기관에 물리 화학 교사지망 학생 1인당 ￡1,000 지급
• 기존의 과학교사 중 물리나 화학 전문자격이 없는 교사들에게 Continuing Professional Development (CPD)를 통하여 전문 자질을 갖출 기회 제공

STEM Programme : The Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) Programme

STEM 프로그램의 발제

• Science and Innovation Investment 2004 – 2014 : next steps(2006.10.10) – 동보고서를 통해 STEM 프로그램이 학교와 대학에 좀 더 효과적이고 접근성 있는 새로운 전략적 개요를 제시할 것이라고 밝힘
• 영국 교육기술부(DfES)와 통상산업부(DTI)가 공동 추진하여 프로그램의 실행과 정부 자금의 효과적 사용을 위해 다음 두 가지 목표를 중점으로 실행됨
  • STEM 프로그램에 능력 있는 인재의 조달
  • STEM의 인지도 확립

STEM 프로그램의 취지

• 영국의 과학기술발전을 위한 영국정부의 전략은 초,중등 학교부터 대학 연구소에 이르기까지 STEM을 자리 잡게 하는데 기초함.
• 정부의 STEM 프로그램 관련 중점안
  • A-level에서 물리, 화학, 수학을 선택하는 학생수의 증진
  • Key Stage 3(11-14세) 이후 최소 level 6를 받는 학생수의 증진
  • GCSE 내 두 과학과목에서 A*-B 와 A*-C를 받는 학생수의 증진
  • 물리, 화학, 수학 전담 강사의 고용, 유지책의 증진
• ‘SET for Success’ : 과학기술, 공학 및 수학 분야의 우위 점유가 세계적으로 점점 중요해 지고 있는 가운데, 2003년 Gareth Roberts경은 보고서 ‘SET for Success’에서 STEM 기술과 인력의 공급에 대한 견해를 내놓음.
• 주요 내용
  • STEM 분야에 있어 많은 학위 보유자의 일반적 수요
  • 과학 R&D에 있어 STEM 기술 중요성의 증가
  • 모든 기술혁신의 필수요소로서의 R&D의 중요성
  • R&D와 생산성 증진 사이의 직접적인 연결고리의 필요성

STEM 과목들의 상승과 하강

• 영국의 과학기술발전을 위한 영국정부의 전략은 초,중등 학교부터 대학 연구소에 이르기까지 STEM을 자리 잡게 하는데 기초함.
• 정부의 STEM 프로그램 관련 중점안
  • A-level에서 물리, 화학, 수학을 선택하는 학생수의 증진
  • Key Stage 3(11-14세) 이후 최소 level 6를 받는 학생수의 증진
  • GCSE 내 두 과학과목에서 A*-B 와 A*-C를 받는 학생수의 증진
  • 물리, 화학, 수학 전담 강사의 고용, 유지책의 증진
• ‘SET for Success’ : 과학기술, 공학 및 수학 분야의 우위 점유가 세계적으로 점점 중요해 지고 있는 가운데, 2003년 Gareth Roberts경은 보고서 ‘SET for Success’에서 STEM 기술과 인력의 공급에 대한 견해를 내놓음.
• 주요 내용
  • 장기간에 걸쳐 STEM 과목을 수학하는 학생의 수가 감소해 온 가운데, Smith Inquiry(2004)는 16세 이상 수학을 공부하는 학생의 비율이 10%도 채 되지 않는다고 밝힘
  • 그러나 이러한 하락세가 2006년 A-level에서 수학 시험을 본 학생의 비율 증가(7.5%)를 통해 반등되었음을 볼 수 있음.
  • ‘The Roberts review(2002)’에 의한 평가
    • IT와 생물학의 인기도 상승
    • 과학과 기술 관련 자격증을 획득하는 지원자의 수 증가
  • HEFCE(the Higher Education Funding Council for England) 보고서(2006.10)
    • 대학에서 물리학, 화학과 공학 분야를 공부하는 학생의 증가.

STEM 프로그램 증진을 위한 정부의 노력

• ‘STEM Report'(2006.10) : 수학, 물리학, 화학, 공학을 공부하려는 학생수의 증진 방법
  • 상대적으로 저평가된 그룹과의 작업
  • 학제에 관련성 부여
  • 학생들에게 당과목과 관련 있는 경력 개발 기회 알림
  • 학교와 고등교육 사이의 연관성 확보
• STEM 전략그룹과 정부책임자의 역할
  • 다양성과 선택의 축소 없이 STEM의 일관성 증진
  • STEM이 모든 학생, 강사, 학교와 대학에 기여하도록 촉진
  • STEM의 지원이 더욱 효과적이도록 보장
• Times Education supplement http://www.tes.co.uk

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