1.3- Potencialidades que brinda la experimentación para el logro del aprendizaje  dela Física

El mundo de las ciencias en la contemporaneidad se encuentra tan interrelacionado, que cada vez se hacen más difícil identificar las fronteras entre ramas de la ciencia y aún entre ciencias afines. Las nuevas orientaciones educacionales han propiciado trascender de un nivel de conformación de las asignaturas relacionado con  temas afines, en el cual apenas se establecían relaciones entre ellas con un carácter multidisciplinario, a uno en que se desarrollan con frecuencia y de forma intencional estrechos vínculos con el fin de que se asimile el carácter teórico y práctico de los contenidos y su significación social.
Las últimas transformaciones han enfatizado en la necesidad de que se integren las asignaturas por área del conocimiento, en el caso de la Física, forma parte del área de Ciencias Naturales en Secundaria Básica.
En sentido general, el rumbo gnoseológico y didáctico que esta área afronta en la contemporaneidad, constituyen retos de extrema importancia. En él se persigue que los estudiantes adquieran una concepción científica del mundo y  desarrollen un pensamiento que los habitúe a cuantificar, estimar, extraer regularidades, procesar informaciones, buscar causas, vías de solución a los problemas que se enfrentan,  con el análisis desde de los más simples hechos de la vida cotidiana hasta los más complejos; en fin, que los prepare para la actividad laboral, pues deben mantener una actitud comprometida, responsable ante los problemas científicos  y tecnológicos a escala local, nacional  y mundial.
De hecho, el trabajo experimental como actividad puede ser valorada de forma comparativa, a partir del análisis de sus parámetros cuantitativos  del tránsito a lo cualitativo y viceversa, así como su comportamiento. Realizar análisis de los modelos geométricos de los objetos y su incidencia en el contexto comunitario, la propia cultura, para obtener conclusiones lógicas de las causas y efectos.
La experimentación  es esencial en todas las ramas de las ciencias y  en particular de la Física. Cada experimento por muy sencillo que sea proporciona alguna información útil, pero al mismo tiempo, plantea otras preguntas que es necesario investigar.
El profesor enseña a los estudiantes con la utilización  los medios de enseñanza. Uno de los principales medios de enseñanza aprendizaje de la Física, es el experimento físico.
Teniendo en cuenta la definición de (Núñez 1999) sobre experimento. Se definió experimento docente como la reproducción de un fenómeno de naturaleza física o un hecho controlado por el investigador (profesor o estudiante), que se puede efectuar en un laboratorio escolar o fuera del marco de la escuela.
Al realizar los experimentos físicos, los estudiantes se enfrentan a situaciones que los convierten en “investigadores científicos” al buscar  la veracidad de un fenómeno o de una ley estudiada. Se  desarrolla de esta manera su independencia cognoscitiva, que influye en el desarrollo integral de los mismos, pues corroboran en la práctica, la materia estudiada en clases; además con ella se evidencia un principio leninista al tener presente que la práctica es el criterio de la verdad. (Lenin, V, 1972)
Los estudiantes cuando realizan los trabajos prácticos emplean los conocimientos que han adquirido con anterioridad, sensorialmente perciben los cambios que tienen lugar, los interiorizan, llegan a deducciones y conclusiones. Estos conocimientos los enriquecen con nuevas representaciones, conceptos, habilidades y hábitos, a través de los experimentos realizados.
El experimento Físico llevado a la enseñanza por medio de la utilización de diversos métodos, es fuente importante para el logro del proceso de formación integral del sistema de habilidades de una asignatura y de hecho, requiere un tratamiento especial por parte de los PGI, en el proceso de preparación y planificación.
Una clase de Física que necesite de la experimentación y no se realice, no logra de manera efectiva, los objetivos propuestos. El estudiante se siente más motivado e interioriza el conocimiento de mejor manera, cuando se enfrenta a una actividad experimental y comprueba en la práctica, el conocimiento trasmitido por el profesor.
Cuando un profesor imparte sus actividades PGI, con el apoyo del experimento, además de atraer la atención de los estudiantes, facilita la asimilación del material docente y garantiza la formación de imágenes estables y duraderas en la conciencia de estos. Entre los diferentes tipos de experimentos que el profesor puede realizar, se citan los tipos propuestos por (Surin 1981) por considerarse que abarcan las diferentes modalidades de experimentos  a emplear por un docente y estos son:
Experimentos de demostración.
Experimentos de clase.
Prácticas temáticas.
Tareas experimentales.
Prácticas de laboratorio.
El experimento de demostración: Es realizado por el docente o por algún estudiante que haya asignado el profesor. El grupo observa y participa posteriormente en su análisis e interpretación.
El experimento de clase: Es realizado por los estudiantes bajo la orientación del profesor con instrucciones específicas. Se suelen acompañar de la exposición del docente y en dependencia de la organización de los mismos se dividen en:
Frontales: Todos los estudiantes realizan un mismo experimento.
Paralelos: Los equipos de estudiantes realizan experimentos diferentes.
Prácticas Temáticas: Están dirigidos a determinados grupos de estudiantes, que por intereses personales se dedican a investigar sobre una temática dada empleando la experimentación. Los mismos son dirigidos por el profesor.
Tareas experimentales: En este tipo de experimento se le plantea la tarea al estudiante, ellos elaboran el plan de su ejecución y lo realizan en la práctica, después de haber consultado la bibliografía necesaria para buscar los conocimientos que no poseen en ese momento. Esta forma de experimento tiene carácter independiente y creador.
Estas según (Gómez 1999) pueden ser:
Observaciones: En actividades cotidianas, el estudiante puede observar la manifestación de hechos y/o fenómenos, estos pueden ser producto de ciertos experimentos que se realicen.
Indagaciones: Observación y explicación de fenómenos que ocurren en la vida, en la naturaleza y en la técnica (industria), pero que no son observables de forma directa por los estudiantes, sino que se les advierte sobre ellos. Requieren de búsqueda bibliográfica más profunda, entrevista a profesionales u otras personas de experiencia, visitas a centros laborales, industrias, etc.
Experimentos sencillos: Son tareas (para la casa, laboratorios o ambos) siendo tareas experimentales sencillas en cuya realización el profesor no siempre está presente. Incluye la confección de medios y aparatos sencillos. Requieren de un diseño preliminar, cierto montaje, algunos cálculos sencillos, etc.
  La práctica de laboratorio: Es la tarea experimental donde los estudiantes de forma individual o en pequeños grupos realizan un experimento en el laboratorio docente, siguiendo las instrucciones elaboradas previamente. Su solución es más compleja al estar acompañada de mediciones y cálculos matemáticos rigurosos. 
Tienen gran significación para el desarrollo de conocimientos duraderos, porque les proporciona  habilidades intelectuales,  experimentales y el desarrollo de la independencia cognoscitiva y la creatividad.
Las prácticas de laboratorios según (González 1990) pueden ser:
Introductoria: Dirigida a motivar o a introducir un contenido de un tema o clase.
Comprobación: Para comprobar en la práctica una teoría, ley o hipótesis, ya conocida por el estudiante. Sirve de consolidación para el contenido teórico.
De descubrimiento o inductiva: Promueven la independencia de los estudiantes para redescubrir leyes, teorías, etc.
Independiente: Se debe realizar la actividad práctica de forma independiente, en su concepción y realización. Generalmente es diseñada por el propio estudiante antes de realizar la práctica y se actúa planificadamente. Constituye uno de los problemas más complejos  a los que se debe enfrentar el mismo. Este tipo de laboratorio es el que más enfrenta a los estudiantes a la investigación experimental científica (tareas que responden a los pasos del método experimental, preparación del método, ejecución, análisis de los resultados). Este tipo de actividad es la que más se utiliza en la metodología propuesta.
Ampliación: Se parece a la anterior, pero incluye aspectos nuevos, nuevos métodos, etc. para profundizar en la teoría.
Las prácticas de laboratorio se efectúan de manera exitosa cuando los estudiantes trabajan individualmente, por parejas y cuentan con los recursos disponibles, por ello lo ideal es trabajar con grupos de hasta 15 estudiantes.
El experimento y en general, las actividades prácticas, se pueden emplear en todas las etapas de la clase: mientras se explica el nuevo material, durante la organización de los ya estudiados y al fijar los conocimientos obtenidos. Esta utilización tan amplia de la actividad experimental, desarrolla en los estudiantes la iniciativa y el enfoque creador;  asimismo contribuye al progreso cognoscitivo de los mismos.
Todo esto evidencia que la experimentación constituye una trascendental vía mediante la cual se forman habilidades y los conocimientos se transforman en convicciones.
El empleo de cada tipo de experimento se determina a partir de:
El análisis concreto de su importancia.
El análisis del contenido del trabajo.
Las condiciones de su preparación por los estudiantes.
Tiempo disponible, entre otros aspectos.
Según consideraciones de (Surin 1981), el experimento juega un importante papel en los siguientes aspectos:
- Puede ser fuente primaria del conocimiento de los fenómenos.
-Como único medio para la formación de las habilidades experimentales de los estudiantes.
-Como medio para fijar los conocimientos teóricos.
-Como medio necesario y en ocasiones único para demostrar la validez o los errores de las hipótesis.
-Como medio para formar el interés de los estudiantes hacia el estudio de la física.
Se coincide con el autor en estos planteamientos y se enfatiza, que el estudiante solo podrá desarrollar habilidades experimentales en su vínculo directo con los medios del laboratorio, esto se logra utilizando métodos de enseñanza que obliguen al mismo a trabajar de manera independiente en la planificación, organización y diseño de los experimentos, contribuye además, a la formación de cualidades y valores en los estudiantes.
Es común utilizar el experimento físico como medio de enseñanza que  ilustra un contenido estudiado y no como objeto del conocimiento, a través del cual el estudiante desarrolla su pensamiento y llega  a descubrir algo, que para él hasta ese momento era desconocido.
La utilización del experimento docente no puede ser una actividad espontánea e impensada, requiere de una planificación, el seguir una estrategia en correspondencia con los objetivos y la vía metodológica seleccionada, que determina la necesidad de su utilización; pues el experimento es un elemento más del proceso organizativo para la enseñanza aprendizaje y se convierte en una vía para desarrollar el método de trabajo seleccionado por el profesor Rojas, (1988).
Al abordar el experimento físico con carácter docente, el profesor debe tener en cuenta, en primer lugar, las posibilidades que brinda el mismo para incrementar los conocimientos en los estudiantes y especialmente para el desarrollo de las habilidades asociadas con él. Este rasgo del experimento docente, es mucho más marcado al aplicar metodologías que propicien que los mismos sean los que organicen y ejecuten la actividad experimental y hasta puedan emitir criterios valorativos sobre la calidad de los resultados obtenidos. Para lograr estas metodologías, se hace necesario realizar un estudio pedagógico y psicológico de las habilidades, que permita obtener los conocimientos teóricos necesarios.
 En este capítulo se analizaron las tendencias del trabajo experimental en Cuba desde el Triunfo de la Revolución en la asignatura de Física y la tendencia actual a partir de las transformaciones en esta enseñanza. Además se hace evidente la conveniencia, del uso y confección de medios alternativos en aras de potenciar el trabajo experimental en la asignatura de Física, desde el vínculo entre la teoría y la práctica.
Las actividades experimentales en la enseñanza de la física.
La metodología que se describe, concebida para formar habilidades experimentales en los estudiantes,  esta se  basa en la aplicación del método experimental a las actividades PGI, lo que permite ir elevando el nivel de independencia de los estudiantes al enfrentar las tareas experimentales en cualquier actividad docente  investigativa o extradocente .
  Las etapas que se proponen son las siguientes:
Planificación y Organización de la Actividad
Orientación
Ejecución
Control-Evaluación.
Además, está sustentada en cuatro principios que se aplicarán a lo largo de toda la disciplina:
Autodirección e independencia gradual de los estudiantes: La esencia del método experimental propicia la independencia de los estudiantes, graduándose progresivamente en dependencia del avance de los mismos, relacionado con uno de los aspectos del requisito cualitativo reconocido por Bermúdez y Rodríguez (1996) en la formación de la habilidad.
Aumento gradual de la complejidad de las tareas: En dependencia del grado de desarrollo que van alcanzando los estudiantes, se puede ir incrementando la complejidad de las tareas formuladas, otro de los aspectos abordado por (Bermúdez y Rodríguez 1996) en el requisito cualitativo.   
Sistematización: Este principio se desarrollo  como parte de los requisitos para formar habilidades. Relacionado con el requisito cuantitativo, frecuencia de ejecuciones establecido por (Bermúdez y Rodríguez 1996).
Enfoque problémico: Una de las formas para lograr la motivación y el interés hacia la búsqueda de lo nuevo es a través de este enfoque.
Etapa 1: Planificación y Organización de la Actividad.
La planificación y organización de la actividad cognoscitiva por el profesor incluye, en cada momento, las acciones que deberán ser realizadas por los estudiantes y por él en su función de dirección de dicha actividad esta desempeña un papel importante la preparación del docente, en lo referente a: Dominio de los contenidos de los programas de la disciplina. Preparación metodológica. Dominio de los métodos de enseñanza y aprendizaje. Dominio de los procedimientos que permitan utilizar de manera eficiente los métodos seleccionados, para que los estudiantes aprendan y adquieran las habilidades previstas en el programa y se logre producir en ellos un cambio metodológico y actitudinal.
Etapa 2: Orientación.
La orientación juega un papel importante en el desarrollo de las actividades, con ella el profesor garantiza que el estudiante comprenda lo que va a hacer antes de ejecutarlo, se logra tener una representación anticipada de los resultados a alcanzar y conocer las condiciones necesarias para lograrlos. Además, para que la acción sea consciente y el estudiante no se convierta en un ejecutor mecánico, hay que enseñarle la parte orientadora de la cual derivará su ejecución.
Esta etapa tiene dos momentos, el primer momento se efectúa antes de la ejecución de la actividad y debe incluir los siguientes aspectos:
Motivación hacia la actividad.
Si se quiere motivar al estudiante, primero se debe lograr el establecimiento de nexos afectivos con el profesor y después transferir el nexo hacia el contenido. También, se puede lograr cuando se vincula el conocimiento científico con el conocimiento social. Plantear las tareas, preferentemente, en forma de problemas, para que cree en los estudiantes la necesidad de búsqueda de solución al mismo, o sea, hay que crear una disposición positiva en el mismo para la actividad cognoscitiva. Tener en cuenta los conocimientos precedentes de los estudiantes para introducir los nuevos. 
Orientación hacia los objetivos de la actividad.
El profesor debe dirigir la atención de los estudiantes a reconocer los conocimientos precedentes que poseen y los conocimientos que serán nuevos para ellos, logrando que los mismos se orienten hacia el objetivo de la actividad.
El estudiante se debe orientar hacia los objetivos de la actividad.
Es importante que el profesor al realizar la orientación involucre al estudiante, permitiendo al mismo realizar el análisis de las condiciones de la tarea, de los datos e información que se ofrece, así como los procedimientos a emplear para su producción, y de esta forma estará contribuyendo a vincular los conocimientos que posee con los nuevos.
Se propone que la parte introductoria, para las actividades de laboratorio, sea abordada por los propios estudiantes. Se expondrán los criterios necesarios para iniciar la actividad, se deben demostrar las operaciones para la manipulación correcta de los diferentes útiles de laboratorio, apoyado por el profesor quien, además, puntualizará los aspectos con deficiencias o corregirá errores y así tendrá un dominio de la preparación del estudiante.
Etapa 3: Ejecución.
Es en esta etapa donde el estudiante aplica los procedimientos previstos en la anterior, con la finalidad de obtener los resultados que ha supuesto o espera. Para lograr los objetivos propuestos, el profesor debe tener presente que si no se logra una motivación y orientación satisfactorias, el proceso de ejecución ocurre en ausencia de análisis y una actitud reflexiva, de búsqueda, de solución a la situación planteada.
Aquí se combinan las acciones físicas y mentales porque ha tenido lugar una buena orientación de la actividad, de lo contrario predominan las acciones físicas y por lo tanto la formación de las habilidades se ve afectada sustancialmente, debido a que el estudiante se preocupa por manipular mecánicamente y no utiliza las operaciones mentales.
Al ejecutar la actividad el estudiante debe mostrar el dominio logrado en el manejo de los diferentes útiles de laboratorio y las habilidades para el trabajo experimental citadas anteriormente, siendo imprescindible el control del profesor y el asesor de laboratorio si existe.
Cada anotación que haga debe ser correctamente asentada en su cuaderno, de manera que vaya adquiriendo habilidades en la toma de notas. En caso de tomar datos, que por ejemplo sea la variación de alguna magnitud, se debe hacer énfasis en la confección de tablas, según los requerimientos del Sistema Internacional de Unidades. De esta manera, si los mismos están bien organizados, el paso de interpretación será mucho más fácil.
Es importante que el profesor haga énfasis en la interpretación de los resultados, pues de la valoración que se haga sobre la lógica de los mismos dependerá el éxito de la actividad y así se contribuye al desarrollo del pensamiento lógico.
Este momento se debe caracterizar por una continua comunicación estudiante–estudiante, profesor–estudiante, a través del trabajo en equipo. Este trabajo colectivo tiene ventajas, entre las que se pueden citar:
Sirve de punto de comparación al estudiante para evaluar las habilidades individuales, además de ofrecer diferentes estrategias de actuación.
El equipo puede proporcionar una retroalimentación más rica y variada que la que puede aportar un solo individuo a otro, enriqueciéndose el conocimiento y la experiencia de cada miembro a través del intercambio de opiniones.
Incrementa la expectativa de cada estudiante ante el problema.
Propone el desarrollo del pensamiento colectivo, el que influye de manera positiva en el pensamiento individual.
Surge el sentimiento de la emulación y la ayuda recíproca.
Aumenta el nivel de cohesión grupal.
Existe mayor afectividad en la realización de las tareas, necesitándose menos tiempo para ello.
Esta etapa le permite al profesor conocer el nivel de desarrollo alcanzado por el estudiante y las potencialidades que tiene para lograr los objetivos formulados.
 Etapa 4. Control - Evaluación.
Esta etapa permite comprobar la efectividad de los procedimientos empleados a través del control realizado al desempeño  de los estudiantes.
Al considerar el control como "la acción que supone el establecimiento por el alumno de una correspondencia, de una comparación entre el desarrollo y el resultado de las tareas realizadas con un modelo y/o un conjunto de criterios o exigencias dadas, lo que le permite conocer de forma consciente sus insuficiencias y trabajar para su eliminación, con lo cual gradualmente acerca sus resultados a las exigencias requeridas" (Rico, 1996:17), se deduce que es importante enseñar a los estudiantes a que ellos mismos sean capaces de controlar y valorar sus propios resultados. Estas acciones se deben desarrollar en los mismos como parte de su actividad  de aprendizaje, las cuales están estrechamente relacionadas con las acciones de orientación citadas anteriormente.
El control es uno de los mecanismos de autorregulación de las acciones que realizan los estudiantes y se pone de manifiesto en los diferentes momentos en que se soluciona una tarea. Puede comenzar desde el propio momento en que se diagnostica; si el estudiante se percata de las deficiencias que posee, luego cuando escoge la estrategia o procedimiento que debe emplear para resolver la misma, en la ejecución si es capaz de ir detectando los errores para modificar su actuación y al final si logra, al concluir, hacer valoraciones certeras sobre los resultados alcanzados.
Si el estudiante logra interiorizar estas acciones, entonces puede operar en un plano mental y será capaz de prever las formas correctas de realizar las actividades, alcanzando un nivel de autorregulación superior y una calidad en el aprendizaje. En este momento se pone de manifiesto el principio de auto dirección e independencia que proponemos en esta metodología.
El estudiante para controlar su trabajo se apoya en la valoración, la misma le permite conocer el grado de correspondencia de los resultados obtenidos con respecto a la hipótesis formulada. En esta investigación se pone de manifiesto en las conclusiones al tener que tomar partido y confirmar o refutar la interrogante haciéndole correcciones en dependencia de los resultados obtenidos. Se favorece, en el estudiante, las habilidades de argumentar, el autocontrol, la autovaloración, la auto corrección, entre otras, en la medida en que el mismo acepte o rechace de forma consciente sus logros y dificultades, que sea capaz de reflexionar sobre su propia actividad.
Además, en el plano educativo, este paso enseña al estudiante el respeto a los criterios de sus compañeros, aunque sean puntos de vistas diferentes y conduce a los educandos con limitaciones a incorporarse, con la propuesta de ideas, al resto del colectivo, mejorando así el nivel de satisfacción personal y la motivación por las tareas.
El profesor además de controlar el trabajo evalúa los resultados que los estudiantes van obteniendo, de manera que pueda emitir un criterio cualitativo o cuantitativo sobre los mismos.
Se asumen en este trabajo los tipos de evaluación propuestos por (Forns 1980, citado por Nortes, 1993).
1 Evaluación Diagnóstica:
Dentro de este tipo está la evaluación diagnóstica inicial, que sirve para determinar los conocimientos que poseen los estudiantes antes de iniciar el proceso de aprendizaje y es realizada por el profesor.
2 Evaluación Formativa:
Esta tiene tres direcciones:
Determinar el nivel de logro del estudiante respecto al objetivo formulado.
Determinar las dificultades del estudiante para alcanzar los objetivos propuestos.
Informar al profesor sobre el programa de su asignatura a través del nivel alcanzado por sus estudiantes.
Lo más importante de este tipo de evaluación, es que permite determinar las dificultades de los estudiantes y se conoce hasta dónde es eficaz la metodología aplicada y el programa de la asignatura, permitiendo al profesor modificar aquellos aspectos que ha encontrado con deficiencias.
Este tipo de evaluación puede ser de diferentes tipos:
Evaluación integral: valora además de los conocimientos, las actitudes, el desarrollo físico, habilidades experimentales, intereses, capacidades creativas, entre otras cosas.
En la metodología propuesta se aplica este tipo de evaluación, pues no solo se evalúa el resultado final obtenido por el estudiante, o sea, la calidad obtenida sino que se tiene en cuenta todo el esfuerzo realizado en su preparación, el ahorro de reactivos, el colectivismo manifestado en el apoyo a sus compañeros, la creatividad en el experimento desarrollado, además, de su resultado final.
Evaluación como regulación del proceso educativo: debe constituir un instrumento de conocimiento del estudiante, o sea, él debe saber qué se le está evaluando y cómo el profesor lo está haciendo, de esta forma toma mayor conciencia en este proceso y lo incorpora al proceso cognoscitivo. En el caso de estudiantes de las Carreras pedagógicas, este aspecto es más importante aún, pues les forma estrategias de evaluación para su futura profesión. En la etapa de orientación el profesor debe dejar claro los aspectos que se evaluarán.
Evaluación Continua: como se ha explicado anteriormente se  debe hacer en todos los momentos del proceso y no se limita a la evaluación final por el resultado obtenido, esto permite al estudiante la corrección de los errores en el momento oportuno.
Evaluación del desempeño:
Se realiza al concluir un período de aprendizaje. Este tipo de evaluación se aplica al otorgar la nota final de la asignatura o de un período determinado, y en la misma tenemos en cuenta todo el recorrido que ha evidenciado el estudiante. Al otorgar esta evaluación debemos darle valor al aspecto educativo de la misma, que por lo general no es tenido en cuenta por los PGI al evaluar solamente la parte de los conocimientos y las habilidades alcanzadas, sin tenerse en cuenta las actitudes y los valores que se han formado. Este aspecto se debe evaluar a lo largo de todo el proceso.
Esta etapa no por declararse al final es la última que se realiza, pues desde el momento en que se diagnosticó se está controlando y evaluando. El control permite comprobar la efectividad de los procedimientos empleados y la calidad de los resultados obtenidos, para de acuerdo con ello realizar ajustes y correcciones, de ahí que desde el inicio sea imprescindible que el estudiante se sienta controlado para que actúe rectificando los errores y se ajuste a la estrategia correcta.
De todas estas formas de evaluación en este trabajo se considera la más importante la evaluación formativa y de hecho se aplica, pues mide el grado de avance de cada estudiante, no solo en el dominio de los conocimientos y habilidades, sino también la parte educativa de todo el proceso de enseñanza aprendizaje.
Esta etapa del proceso es muy compleja, en grupos numerosos se hace imposible seguir cada paso que realice el alumno, esto provoca que falle el control sobre cada uno y, por tanto, la calidad obtenida no siempre es la mejor. Para las prácticas de laboratorios se propone el trabajo en grupos de 3 estudiantes para realizar un mayor control sobre los mismos.
Dentro de la evaluación final, de la asignatura del grado, se propone incluir un problema experimental, en cuya solución el estudiante debe demostrar las habilidades formadas y desarrolladas por él hasta ese momento.
Lo descrito en el subepigrafe permite dar una visión de los pasos a seguir para desarrollar una correcta actividad experimental y que esta se convierta en una correcta motivación por el aprendizaje de la Física.              

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