地球圈层结构教学设计共7篇.docx
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地球圈层结构教学设计共7篇
地球圈层结构教学设计（共7篇）
第一单元第四节地球的圈层结构教学设计
课标：
说出地球的圈层结构，概括各圈层主要特点。
课标解读：
课标要求从宏观上了解地球的结构及特点。
地球的圈层结构可以划分出内部圈层和外部圈层。
内部圈层包括地壳、地幔和地核，外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。
岩石圈是介于内部圈层和外部圈层之间的一个圈层，包括地壳和上地幔的顶部，即软流层之上的固体岩石部分。
另外，要求在宏观了解地球圈层结构的基础上认识自然环境的组成，即在空间范围上把自然环境放在地球圈层结构中认识。
但是对于各圈层不要求展开深入了解，而应抓其主要特点及与人类活动关系密切的内容。
本条“标准”在活动建议中提出了“绘制示意图，或利用教具、学具，说明地球的圈层结构”的要求。
因此，对地球的圈层结构，从分布到划分依据，从各层特点到学生理解、分析、判断和运用，都是本节的学习重点内容。
【学情分析】
知识基础：
了解波的传播需要介质；
地球外部是有不同的物质形态。
能力基础：
基本的读图分析能力和绘图能力、空间思维能力、对比分析能力。
心理特点：
高中学生有较强的探索欲望，关于地球内部圈层的划分，可以通过教师的逐步引导，让学生尝试划分。
另外，学生喜欢学习与生活相关的知识，对横纵波速度不同的讲解中，可迁移到实际中如果发生地震，人体是先感受到上下晃动再到作用震动的。
在讲解地球内部圈层结构的具体划分时，可利用半熟的鸡蛋进行类比，强化记忆。
【三维教学目标】知识与技能：
1、能说出地球的圈层结构和划分依据。
2、能区分和归纳各个圈层的特点。
3、学生能举例说明地球表层的特征，并且体会它们之间存在着相互联系。
过程与方法：
1、尝试根据地震波的传播速度示意图绘制地球内部圈层结构。
情感、态度与价值观：
1、养成从宏观到微观、从整体到局部把握解决问题的方法；
2、树立热爱地球和保护地球环境的意识。
重点：
1、地震波在地球内部传播速度的变化与地球内部物质组成的关系。
（是理解内部圈层结构和特点的基础）
2、地球内外圈层的空间分布、组成和特点。
（地理环境发生、发展和变化的学习基础）
难点：
1、区分岩石圈和地壳（两者有包含与被包含的关系，通常被误以为两者是等同的）2、地球内部圈层结构的特点（地球内部不同圈层的物理性质不同，而同一圈层也会有所区别，如地核的外核为液态或熔融状，内核为铁镍固体；
地幔为铁镁固体，地幔上部的软流层为岩浆发源地；
地壳厚度不均，陆壳厚洋壳薄。
教学方法：
1、启发式教学法（通过设置问题，引导学生观察思考地震波传播速度的变化现象，并让他们尝试对地球内部圈层进行划分）
2、演示法（用半熟的鸡蛋直观记忆地球内部圈层的划分与物质组成）3、讲解法（地球内部和外部各个圈层特点的讲解）
学法：
1、观察法（观察地震波传播速度的变化）2、绘图法（绘制地球内部圈层结构图）
3、比较法（比较不同圈层的特点，比较地壳和岩石圈的组成）
教学准备：
多媒体课件课时安排:
1课时
教学过程：
【导入新课】
提问：
同学们，我们平常进行学习、生活等内容都是在地球表面，人们的足迹也几乎踏遍了世界的各个角落，尽管现在科技很发达，人们却无法亲自钻进地底下看看地球内部是什么？
聪明的人类利用地震波的传播原理和知识对地球内部进行探测，大家想不想知道科学家们是怎样利用地震波探测，探测结果又是怎样的呢？
下面就让我们扮演一下科学家，对地球的内部一探究竟。
【新课教授】
师：
既然我们是要利用地震波的原理进行研究，首先要知道什么是地震波。
请同学们阅读书本21页第一自然段，找到地震波的含义。
生：
当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。
这种弹性波叫地震波。
在这里老师给大家穿插一个小知识，当地震来临的时候，人们首先感到的是地面上下跳动，然后再是前后左右晃动，为什么呢？
我们先来看看地震波有哪些类型。
师：
很好，地震波有两种类型，一种是纵波，一种是横波。
我们把振动方向与传播方向一致的波称为纵波，把振动方向与传播方向垂直的波称为横波。
怎么区分呢？
老师这里有一根弹簧，如果我把它拉长的话，弹簧怎么振动呢？
生：
上下。
师：
它的传播方向呢？
，也是上下是吧？
也就是说它的振动方向与传播方向一致。
我们可以把弹簧的振动类比为纵波的传播。
至于横波呢，我们可以用甩绳子来类比，如果我这样上下甩动绳子，绳子产生的波纹是不是从我手拿的一端向远方传去？
这样子的话，上下的振动方向就与水平的传播方向垂直了是吧？
横波的传播形式和绳子的传播形式类似，同学们可以这样来类比记忆。
大家继续看书本21页第一段的内容，看看两种地震波的传播速度是否一样呢？
生：
不一样。
如何不一样。
纵波的传播速度较快，横波的传播速度较慢。
师：
那现在大家能不能解释为什么当地震发生时，人们首先感到地面上下跳动，然后再是前后左右晃动了呢？
师：
因为纵波在地球内部的传播速度要快于横波，事实上，横波的破坏性比纵波是要更强的。
师：
我们初中学物理的时候曾说过声音的传播需要介质，那地震波的传播需要吗？
生：
需要。
师：
那是不是所有物态都能充当介质？
生：
不是，（书本上怎么说？
）纵波可以通过固体、液体、气体，而横波只能通过固体。
师：
介质不同，纵波和横波的传播速度会一样吗？
生：
不会，纵波和横波的传播速度随着所通过物质的性质变化而变化。
师：
不错，看来同学们都基本掌握了研究地球内部结构的基本知识了，那我们现在就尝试利用这些知识分析一下探测得到的地球内部地震波曲线图。
师：
我们先看看它的横纵坐标各代表什么。
生：
横坐标代表速度，越往右，速度越大。
纵坐标代表深度，越往下，深度越深。
师：
虚线代表的是横波，实线代表的是纵波。
师：
我们刚刚学习过，纵波和横波在不同的介质中传播速度是不同的。
因此，我们先观察地震波速度发生显著变化的地方在哪里。
我们看看这幅图，主要有两个比较明显的转折点吧？
一个大概在地面下平均33千米处（指大陆部分），纵波和横波的传播速度都明显增加了，一个大约在地下2900千米处，这时，纵波的传播速度突然下降，横波则完全消失。
我们把这种波速发生突然变化的面叫做不连续面，在地面下平均33千米处的面称为莫霍界面，地下2900千米处的面称为古登堡界面。
然后，我们可以以莫霍界面和古登堡界面为界，将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
师：
那么各层又有什么特点，导致地震波的传播速度会发生变化呢？
我们不妨一起分析一下。
（边版图边解释）
地壳位于莫霍界面以上，平均厚度为17千米，但它的厚度不均，陆壳厚洋壳薄，所以洋壳的平均厚度是小于17千米的。
地幔介于莫霍界面和古登堡界面之间，根据地震波波速的变化，可以把它分为上地幔和下地幔。
在上地幔的上部存在着一个软流层，一般认为这里是岩浆的发源地。
由于这一层的温度很高，岩石就像烧红的玻璃，处于塑性状态，局部地区呈熔融状态，大家要注意，熔融状态并不是液态，仍可把它当做固态，所以横波依然可以通过。
上地幔的顶部，即软流层以上的地幔部分，和地壳都是由坚硬的岩石组成的，我们把它们合称为岩石圈。
同学们，你们说，地壳和岩石圈一样吗？
有什么不同？
不一样，地壳是岩石圈的一部分，岩石圈是由上地幔的顶部和地壳共同组成的。
以古登堡界面为界，界面以下是地核，我们可以根据纵波波速的变化把地核分为外核与内核，根据地震波曲线图，横波到达古登堡界面就突然消失了，证明了外核的物态应该是什么？
液态。
大家有没有发现，纵波在地下5000千米深处的传播速度明显增加了？
这说明了物质有可能由液态转为了固态，内核的物质状态应该是固态。
外核接近液态，内核为固态。
过渡：
我们要全面地认识地球整体面貌，除了需要了解地壳结构外，还需要了解地球外部结构的层次。
那么地球的外部圈层主要有哪些层次？
它们各自范围和作用是什么呢？
师：
阅读书本，告诉老师外部圈层有哪些？
生：
大气圈、水圈和生物圈。
师：
我们来逐一认识它们。
（绘制方格示意图）
师：
大气圈包围着海洋和陆地，是由气体和悬浮物组成的复杂系统，它没有确切的上解，而在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可以认为是大气圈的一个组成部分。
大气圈的主要成分是氮和氧。
水圈是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。
它包括地表水、地下水、大气水、生物水等。
水圈的水处于不间断的循环运动之中。
由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。
现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，我们称之为生物圈。
由此看来，它是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果。
这些圈层之间的相互联系和相互制约，形成了人类赖以生存和发展的自然环境。
在太阳和人类生活的参与下，整个地球生机盎然。
同时，它们起着保护地球的作用，可以减弱太阳和宇宙辐射对地表的影响，减少宇宙中的陨石对地球表面的撞击。
外部圈层的物质运动和循环，是促使地表物质和形态演变的重要动力。
到底是怎样促使，演变的结果又是怎样的呢？
这就是我们接下来的章节中将要学习的内容。
地球的圈层结构
导入新课：
提问：
大家在平时吃鸡蛋的时候有没有注意到鸡蛋是分几层？
学生回答：
略
总结：
好，我们把鸡蛋分为蛋壳、蛋白和蛋黄三层。
可见同学们平日里观察生活还是非常仔细的。
那么有没有哪位同学知道，我们的地球可以分几层呢？
这节课我们就来学习一下《地球的圈层结构》。
记课标（养成习惯）讲授新课：
设问：
由于我们平时都吃过鸡蛋，所以同学们都能记住鸡蛋的分层。
但是，我们的地球呢？
有没有哪位同学曾经到地球的内部圈层去旅游过？
或者说我们哪天也把地球剥开来看下到底有几层？
我们有这样的机会吗？
学生回答：
都没有。
提问：
既然都没有，那我们是怎么知道地球内部的圈层结构的呢？
聪明的人类是利用了一种自然媒介----地震波。
通过对地震波进行相关的探测，来了解地球的内部。
现在，请大家花两分钟的时间，快速阅读课本第21页的内容。
了解是如何用地震波来划分地球的内部圈层的。
地震波（概念）：
当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。
这种弹性波称为地震波。
我们来回答几个问题：
地震波可以分为------和-------
（指导学生看图）
纵波的传播速度--------，而横波的传播速度--------
纵波的传播介质有-----------，而横波的传播介质只有----------
两种波的共同点-------。
提问：
根据这个表格，我们来设想下一个问题，
当地震发生时，人们首先感到地面上下跳动还是左右晃动呢？
为什么？
在海洋上，又是怎样的情况？
过渡句：
不管是横波还是纵波，它们的共同点，其传播的速度与其通过的介质的性质有关。
假如地球物质完全均一，那么地震波将在地球内部的不同位置上都以直线和不变的速度前进。
但实际分析的结果表明，我们看图，地震波在向下传播时总是沿着弯曲的路径传播并且不同深度的波速还不一致，这就表明地球内部的物质是不均一的，应该被分成了不同的物质圈层。
所以地震波就作为划分地球内部圈层的依据。
请同学们看到图1.25。
先看到左边的直角坐标图，图中横坐标表示地震波的传播速度，纵坐标表示地面以下的深部。
大家注意观察，这两种波自地面以下随着深度的变化，它们的传播速度有什么变化？
（留给学生足够的读图和思考时间，必要时教师给予必要的提示）
师：
请同学们注意观察在地下33km深度处，横波和纵波波速出现了什么变化？
生：
速度都加快。
师：
在地下2900km处，横波、纵波又出现了什么明显的变化？
生：
横波波速突然变为0，纵波波速从约14km/s突然变成8km/s.师：
像这种波速发生突然变化的面就叫作不连续面。
①我们看地下2900km处的这个不连续面，它的纵波传播速度突然下降，横波完全消失，我们把这个不连续面叫做古登堡界面。
古登堡面以下是地核，以上是地幔。
②另一个不连续面叫莫霍界面，它在地下约33km,在它以下，不管横波还是纵波，传播速度都会突然的增大。
莫霍面是地壳和地幔的分界面。
我们把这两个面成为“一级不连续面”。
师：
请大家再仔细观察以下，除了这两种不连续面，还有哪些地方的波速也出现了明显的变化？
生：
1000km和5000km处。
师：
对，这两个地方也有不连续面，我们称之为“次级不连续面”。
它们分别将地幔分为上地幔、下地幔，将地核分为外核和内核。
（画板书图）
接下来，我们就对地球的这些内部圈层作一些简要了解。
（按表格）
①地壳指莫霍界面以上坚硬的固体外壳，主要由岩石组成，平均厚度为17km,陆壳厚而洋壳薄。
②地幔介于古登堡面和莫霍面之间，平均厚度为2800km,物质状态为固态，根据地幔物质具有的分异性，可将地幔分为上地幔和下地幔，上地幔密度较小，下地幔密度较大。
另外，在上地幔的上部还存在着一层部分熔融的软流层。
③古登堡面则将地核跟地幔分开，地核的厚度有3400多km，地核的温度、压力和密度都是三大圈层中最大的，由于其物质形态不同，我们又可以将地核分为液态的外核和固态的内核。
讨论推测地幔和地核的物质状态可能是什么？
（如何证明，找出证据）地幔是固体。
外核是液体，内核是固体。
外核是液体，因为横波不能通过。
纵波依然可以通过，直到地下5000km深处。
由外核进入内核时，纵波传播的速度明显增大，说明这里可能是由液态转为了固态。
软流层：
给人“液态”的印象，但为什么这里横波依然可以通过呢？
我们这里需要解释一下：
软流层所在的深度温度、压力极大，强大的压力下，岩面处于一种潜在的熔融状态，就像烧红的玻璃，是固态而不是液体，又具有一定的可塑性。
那么当这种可塑性的岩石以岩浆形式喷出地表时，由于压力减小，这时才转化为液态。
所以在软流层当中，横波依然可以通过。
最后，（地壳、软流层与岩石圈的位置关系。
）
地壳是由岩石组成的，上地幔顶部也是由岩石组成的，二者合称为岩石圈。
这里需要注意的是，红笔标出顶部、上部、下部
上地幔分为三部分地壳和上地幔顶部（软流层以上），合称为岩石圈。
我们要特别区分出岩石圈的范围。
过渡句：
要使我们全面的认识地球整体面貌，除了需要了解地球内部结构，还需要了解地球外部的结构。
那么，地球外部圈层主要有哪些层次？
它们各自的范围和作用是什么呢？
请同学们阅读教材的第二部分，地球的外部圈层。
归纳讲解：
大家看到图1.27，外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈等。
【大气圈】大气圈是地球外部圈层中最外部的气体圈层，由气体和悬浮物组成的复杂系统，包裹着地球的海洋和陆地。
大气最主要的组成成分是氮和氧，分别占到总体积的78%和21%，除此之外，还有二氧化碳、水汽、臭氧、尘埃杂质和惰性气体。
其中，氧是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质，
氮是组成生物体的基本成分
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起着保温作用
臭氧能够吸收大量的对生物有害的紫外线
而大气中的水汽和固体杂质含量虽少，但却在很大程度上影响着天气变化。
水汽和杂质都是成云致雨的必要条件。
在第一节中我们已经提到，相对于其他天体，地球上能够形成大气圈的原因就在于：
地球的质量和体积适中，从地球形成演化的早期开始，就不断地将一些气态物质吸住，极少成多而形成了原始的大气圈，在地球发展到一定的时期后，由于植物的大规模繁殖，才逐渐形成了如今以氮氧为主的大气成分。
大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的分布是不均匀的。
人们依据温度、密度和大气状况，将大气自上而下依次划分为对流层、平流层和高层大气。
①对流层是贴近地面的大气最底层，整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质都集中在这一层，该层是大气中最活跃，也是与人类联系最密切的一层，人类就生活在对流层的最低层。
对流层有如下特点：
（1）气温随高度的增加而递减，这是因为对流层大气最直接的热源是地面，因此，离地面越高，气温越低，平均每上升100米，气温下降约0.6℃。
（2）对流运动显著，地面是直接热源，大气上冷下热，由于下垫面性质的差异，同一平面上不同地点的大气受热也是不均的，大气层不稳定，这就为对流运动创造了有利的条件。
（3）大气现象复杂多样，对流层中多含水汽和杂质，随对流运动上升后，气温降低，形成的云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。
②平流层位于对流层之上，它有以下特点：
（1）由于它的热量主要来源于太阳辐射，所以
其气温是随高度增高的；
（2）平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平流为主，有利于高空飞行，飞机多在这一层飞行。
③高层大气位于大气圈的最外层，空气的密度已经很小了。
在该层的80~500千米的高空有一层电离层，能够反射无线电短波，对无线电通信有重大意义。
大气圈的范围没有明显的界限，大致自地面以下5~6米，上至2021~3000千米高空，还与其他的圈层相互渗透，如水圈、生物圈。
【水圈】水圈是由地表层水体构成的连续但不规则的圈层。
它包括地表水、地下水、大气水、生物水和冰川等。
水圈的水处于不间断的循环运动之中。
地球上的水有三相变化，广泛地存在于空中、地表和地下，水还是所有固体和液体中热容量最大的物质之一，相对于其它物质，将相同质量的水加热到相同的温度将会吸收更多的热量。
水的这种热力性质对整个地球上的气候变化具有重要的调节作用。
水圈还是地球外圈中作用最为活跃的一个圈层，在运动的过程中，水圈对地表物质进行不停的侵蚀、搬运、堆积，塑造出千姿百态的地貌形态。
（可以学生讨论说出）除此之外，水还是一种宝贵的资源，它除被人类直接饮用外，还是支撑整个经济发展的重要物质条件，为人们提供灌溉、航运、养殖等便利的同时，也是一种被广泛利用的清洁能源，如今水电占到了全球发电总量的21%。
但是，如果利用不当又将给公众带来巨大的灾难；
水的时空分配不均又往往引起洪涝、旱灾等自然灾害。
水污染给人类健康造成的迫害时有目共睹的。
这些都体现了水圈与人类活动密切关系。
【生物圈】
包括人类在内地球表层生物及赖以生存的自然环境共同组成了生物圈。
从范围上来说，它占据大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。
生物圈是地球上最大的生态系统，包括了地表所有的生物及其生活环境。
生物圈与人类活动的关系史十分密切的，彼此间相互作用、。
相互影响。
比如说，农业就是人类有意识地利用动植物的生长机能，以获取生活所必需的食物和其他的物质资料的经济活动；
城市中的绿化带就有净化空气、降低噪音、美化环境的作用；
在国土整治方面，增加植物覆盖率可以防治水土流失，保护、改良与合理利用水、土地资源，维护和提高土地生产力，减轻旱涝、风沙灾害，支撑整个社会的可持续发展等方面都有着十分重大的意义。
维护生物多样性是摆在当今国际社会面前的重大课题。
生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。
但是，由于人类长期以来对生物资源掠夺式的开发和不加节制的肆意捕杀，这在很大程度上威胁到了一些物种的生存，甚至造成了众多物种的灭绝。
如今，维护生物多样性已经得到了国际社会的普遍认可和广泛实行，每年的5月22日是国际生物多样性日，联合国也将其下属的全国环境基金中的大部分资金用作保护全球生物的多样性。
但是，即便如此。
每年全球仍有约6万种物种灭绝，因此，维护生物多样性的任务仍然任重而道远。
地球的圈层结构
一、选择题
地震波在不同介质中的传播速度是不同的，科学家就是利用这一原理，根据地震波在地球内部传播速度的变化来探知地球内部结构的。
据此回答1～2题。
1．下列有关地震波传播速度的叙述，正确的是（
）A．地震波波速突然变化处，上下层物质组成存在很大差异B．地震波向下传播的过程中，波速一直在增加
C．地震波中的横波不能通过软流层，软流层之下只有纵波D．在任一深度都是横波的传播速度大于纵波2．有关地球内部圈层结构的叙述正确的是（
）A．划分地壳和地核的是古登堡界面B．地核部分的温度、压力和密度都较小
C．在莫霍界面下，纵波的传播速度突然下降，横波则完全消失D．在莫霍界面下，纵波和横波的传播速度都明显增加3．下图中甲、乙、丙三个圆依次代表的地理概念是（
）
A．岩石圈、地幔、地壳
B．岩石圈、上地幔顶部、地壳
C．岩石圈、地幔、地核
D．地球内部圈层、地幔、软流层
下图为“地球圈层结构示意图”，读图回答4～5题。
4．下列有关地球圈层特点的叙述，正确的有（
）A．①圈层是大气圈，主要成分是氮和氢B．②圈层即岩石圈C．③圈层由塑性物质组成，为岩浆发源地D．④圈层的物质状态为固体
5．下列有关图中信息的叙述，正确的是（
）A．纵波、横波通过莫霍界面、古登堡界面时，波速都增加B．在⑤圈层无法观测到横波C．①和②之间的圈层即水圈
D．地球内部、外部各圈层都是连续且规则的
据俄罗斯媒体报道，2021年10月29日，俄罗斯远东堪察加半岛上的“Bezymyanny”火山爆发，火山灰云有10公里高，并散布到了太平洋的上空。
阅读下列材料，回答第6～7题。
6．岩浆物质冲破了岩石圈的束缚后才喷发出来。
关于岩石圈的叙述，正确的是（
）A．岩石圈属于地壳的一部分，是由岩石构成的B．岩石圈属于上地幔的一部分C．岩石圈与生物圈关系密切D．岩石圈的上部是软流层
7．火山灰满天飞扬，对地球的外部圈层产生了很大影响。
有关地球外部圈层的说法，正确的是（
）A．大气圈是由大气组成的简单的系统B．水圈是一个连续不规则的圈层C．生物圈占据大气圈的全部、水圈的底部
D．地球的外部圈层之间关系密切，但和地球的内部圈层没有关系（2021·阜新模拟）读我国大陆部分地壳等厚度线图，完成8～9题。
8．图示地区的地壳厚度（
）A．由西向东逐渐增大
C．由东向西逐渐增大
B．由北向南逐渐地大D．由南向北逐渐增大9．若绘制地壳厚度剖面图，其0千米为（
）A．海平面
C．莫霍面
B．岩石圈底部D．软流层中部
（2021·济南一模）下图为某学生外出时拍到的照片，观察照片回答10～12题。
10．该景观图体现出的地球圈层的个数是（
）A．2个
C．4个
B．3个D．5个
11．在景观图中，代表自然地理系统中最活跃的圈层的要素是（
）A．瀑布
B．岩石
C．树木花草
D．大气
12．该景观的形成过程，充分说明了（
）A．图中各圈层都是连续而不规则的，且都相互联系B．图中的各圈层之间存在着物质迁移和能量转化C．图中的各圈层是独立发展变化的
D．图中各圈层的内部物质运动的能量都来自太阳辐射能
二、综合题
13．读地球内部圈层示意图，回答下列问题。
（1）图中甲、乙是地球内部的两个不连续面，其名称分别是：
甲__________________，乙______________________________________________________________________。
（2）当A地发生地震时，B、C、D、E、F五个观测点都测到了A发出的地震波，对B、E两点所测得的纵波波速进行比较，波速较快的是________观测点，造成两地波速差异的原
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