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融合MOOC和布鲁姆教育理论教学模式的构建及应用

更新时间:2009-03-28

一、引言

MOOC(Massive Open Online Courses)是一种以学生为中心的具有交互功能的开放式在线学习方式[1]。“慕课”的概念形成于2008年,2012年“慕课”在美国得到飞速发展,这一年被《纽约时报》称为“慕课元年”。包括斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院等在内的世界一流大学,几乎同时掀起了一股“慕课”风潮,并涌现出以EdX、Coursera和Udacity等为代表的课程支撑平台[2]。英国、法国、意大利、俄罗斯、西班牙、荷兰、葡萄牙、斯洛伐克等欧洲国家也大力开展“慕课”教学。我国从2013年开始也掀起了“慕课”热,若干所国内一流大学相继加入“慕课”国际课程联盟[3]

在高等教育改革不断深化和科学技术迅猛发展的大背景下,面对MOOC所带来的挑战,如何改进航海类专业现有教学模式值得深入研究。汪思源等[4]论述了慕课对航海教育教学改革的重要意义,提出航海教育应运用慕课理念进行教学改革和教学模式创新;吕晓燕等[5]从航海教育和培训的特点出发,探讨MOOC对航海教育和培训的适用性和可行性,提出在航海教育和培训中应用MOOC的建议;聂涛等[6]阐述将信息化手段引入课堂教学的重要意义,基于信息化教学理念重新构建“航海学”课程框架;田晓娟等[7]结合航海类专业“线性代数”双语教学的经验,从教学内容、教学方式和教师能力培养等方面提出MOOC理念下教学改革的思路和措施。

有道是“宝贝放错了地方就是垃圾”。依我看,“能量”一旦用错了地方,就是“废品”,甚至是“危险品”。我们知道,毒品中毒有急性与慢性之分,而慢性中毒更为常见。所谓慢性中毒,是指人体脏器通过吸收毒品,积少成多,慢慢累积,以致形成侵蚀和损害,且中毒所造成的疾病状态会一直伴随。现实生活中,一些人因为不了解慢性中毒的概念和危害,麻痹大意,吸毒中毒。铁的事实表明,毒品既毒害着社会,也毒害着家庭,更毒害着身体。而像吴业平这样的干部,因为“能量”用错了地方,其造成的危害,并不亚于毒品。

为了进一步探索适合航海教育特色的教学模式,提高航海类专业课程教学质量,本文在上述研究结果的基础上,分析航海教育及其课程特点、MOOC教学模式及布鲁姆教育理论的优点,同时结合航海教育以及进行在线课程建设的思考,尝试提出融合MOOC和布鲁姆教育理论的教学模式,并将其应用于航海类专业课程设计和教学实践。通过教学实验,分别对实验组和对照组进行问卷调查和课程成绩对比分析,并寻求专家评价,以验证该教学模式的效果。

二、航海教育及其课程特点

航海教育是通过行业来划分的类别,吴兆麟[8]教授将航海教育的内涵简要地解释为“培养航海专门人才的学校教育”。因此,航海职业的特点决定了航海教育的特点,同时航海教育的特点决定了航海类专业课程的特点。文献[5]和文献[8]详细阐述了航海教育的国际性、专业性、一致性和持续性等特点,本文不再赘述。考虑到教学模式应用的主要载体是课程,且航海类专业课程特点是航海教育特点的重要方面,因此,本文侧重从航海类专业课程的特点来分析航海教育的特点。

航海类专业是一类特殊专业,在我国具有百年历史[9]。为适应船舶特殊工作任务和环境,满足实际工作需求,航海类专业所开设的部分专业课程具有系统性强、涉及面广、知识量大等特点,同时具有较强的理论性和实践性,且有相当的难度[10]。目前航海类专业学生在校学习的真正时间通常只有2~3.5年,因此如何增强学生的学习主动性,如何提高课堂效果,从而使学生在有限的学习时间内更好地掌握所学知识,真正具备行业要求的专业技能、应变能力和解决实际问题的能力,是航海教育实践过程中值得深入研究的课题。

以大连海事大学轮机工程专业的专业课程“船舶电气设备及系统”为例,该课程共90学时,要求学生在专业基础课“电工学”学习的基础上,获得有关电机、船舶电力拖动系统、船舶电力系统、船舶内部通信及报警系统的结构、工作原理和运行管理方面的基本知识、基本理论和基本技能,为将来从事专业工作打下理论和实践基础。由此可见,学生想在一学期内掌握知识体系如此繁杂深奥的课程,并具有一定的理论基础和实践能力,确实具有一定的挑战性。MOOC的兴起,为在新形势下如何提高航海教育质量提供了一种崭新的解决方案。

三、MOOC和布鲁姆教育理论

()MOOC

传统的视频课程模式只是将“授课”环节搬到网上,师生之间没有互动,纯粹是单向的知识传递,让学生觉得是“别人的老师给别人上课”,而MOOC的“沉浸感”让学生觉得是“名师给自己上课”。与传统视频课程模式和课堂授课模式相比,MOOC的显著优势体现在如下几个方面[4]:一是开放共享,打破了时空限制,课堂人数没有限制;二是可以选择名校名师授课,教学质量高;三是以学生为中心,将传统实体课堂的单向灌输转变为教师引导下的自主学习;四是碎片化视频、小组讨论、提问、练习等环节比传统授课方式更具互动性,符合学习规律,利于深度学习和积极学习,学习效果更佳;五是可以方便地收集、分析、挖掘与学习相关的数据,根据学习者的个人特点改进教学,反馈机制更有效。

(4)反馈评价阶段

(3)结合布鲁姆教育目标分类理论,根据不同维度的知识点对应认知水平的不同要求,将核心知识点从认知维度进行分类;

然而,航海类专业部分专业课具有知识量大、难度高和相对枯燥等特点,即使是课堂上老师面对面反复讲授,学生对有些重点难点问题也是一知半解。若通过MOOC学习学生无法理解透彻,在大量专业知识不清晰的压力和困惑下,再加上没有面对面的监督,很可能会放弃学习,后继的教学活动将无法有效进行,最终导致这种教学模式流于形式。因此,保证学生在参与MOOC学习时理解基本教学内容,就成了将MOOC有效引入航海教育的重要前提。

(2)资源准备完成后,教师要将课前学习任务明确告知学生,并在学生自学完毕后,统计学生作业完成情况、遇到的问题等,及时了解学生的自学情况。

笔者根据自身接受和从事航海教育以及进行在线课程建设的体会,探索将布鲁姆教育理论融合到MOOC中开展教学,使学生在学习时目标明确,从而提高对重点难点知识的理解程度。

()布鲁姆教育目标分类学理论

本杰明·布鲁姆是美国当代著名的心理学家、教育家。20世纪50年代,为了为美国社会培养未来科学家,摆脱美国学校主要测试学生记忆力的局面,提高学生的思考理解能力,布鲁姆提出了教育目标分类的系统学说,即著名的布鲁姆教育目标分类学理论,并在美国教育界成功应用。该理论可以分为两个发展阶段,早期的布鲁姆教育目标涵盖认知领域、动作技能领域和情感领域三大部分,在这三大领域中,认知领域最为成熟[11]。在布鲁姆研究的基础上,索斯尼克(D.R.Krathwohl)和安德森(L.W.Anderson)等人对布鲁姆教育目标分类学理论进行了深入的分析和反思,并建立了新的目标。新目标最为鲜明的特点是在原来分类基础上增加了知识维度,从而形成从知识维度和认知水平两个维度来对教学目标进行分类[12](见表1)。

在表1中,两个维度都是按照认知发展水平从低级到高级排列的。从新的分类来看,知识维度中的事实性、概念性、程序性和反省性知识,难度依次递增,认知维度中的记忆、理解、应用、分析、评价和创造的难度也在依次递增。

2)把时间序列类Xp1和Xq1包含的所有时间序列合为一个时间序列类,其他时间序列类不变,计算距离矩阵,记为D2,令Dp2,q2=min(D2);

 

1 布鲁姆认知领域分类

  

知识维度分类认知维度分类记忆理解应用分析评价创造事实性知识概念性知识程序性知识反省性知识

融合MOOC和布鲁姆教育理论的教学模式及在航海类专业课程中的应用

如果将MOOC和布鲁姆教育理论结合起来,在MOOC的制作过程中融入布鲁姆教育理论,就形成融合MOOC和布鲁姆教育理论的教学模式(以下称新教学模式)。现将其理论基础和总体架构论述如下。

()新教学模式理论基础

教学模式的理论基础包含教与学两方面,在教学模式中自成独特要素,渗透或蕴含于其他要素之中[13]。新教学模式综合了传统教学模式、MOOC教学模式和布鲁姆教育目标分类学的优点,结合文献[14]探讨的理论,新教学模式的理论基础见表2。

 

2 融合MOOC和布鲁姆教育理论的教学模式理论基础

  

理论在新教学模式中的体现教育目标分类学(1)从知识和认知两个维度对核心知识进行分类;(2)明确不同教学目标的不同认知要求人本主义(1)课程设计以学生为中心,培育学生的独立性和创造性,鼓励自由探索;(2)教师重在引导,发掘学生潜力,提倡灵活理解知识知识共享(1)讲解碎片化知识;(2)整合学生头脑中零星知识形成智慧,产生指数增长效果协作学习(1)MOOC平台设置有讨论小组、讨论区或论坛;(2)学生通过问题引导或者设置话题进行讨论学习建构主义(1)以学生为认知主体,使其通过讨论和反思得到启发、通过资料收获知识;(2)强调学生主动搜集分析信息,探索、发现知识和主动建构知识意义和认知结构

()新教学模式在航海类专业课程教学应用的总体架构

针对航海类专业课程的特点,建构了新教学模式的总体架构,主要包括教学目标分类、视频设计制作、课前预习、课堂学习与课后反思互动等五个部分(如图1)。

  

图1 融合MOOC和布鲁姆教育理论的教学模式总体架构

1.教学目标分类

该部分包括四方面内容:

(1)对原课程进行解构,拆解知识点,然后择取、凝练核心知识点,确定教学目标;

(2)结合布鲁姆教育目标分类理念,将核心知识点从知识维度进行分类,确定不同知识点所属的维度;

这20年,我国GDP平均增长16.68%,国防费平均增长15.28%,低于GDP增长率1.4个百分点,比1978年至1991年平均提高了7个百分点。军队在保障人员正常生活的基础上,武器装备得到一定的发展和提高。这一阶段,可称为国防和军队建设“发展起步阶段”。

通过对我国日用陶瓷行业进行的研究,发现我国日用陶瓷大致存在以下一些的问题:首先,产品的花色品种和器型较少;其次我国日用陶瓷产品的外观质量较差,常出现斑点、落渣、色脏、针孔、釉面擦伤等问题。其中产品的设计是一个关键的因素,主要体现在产品设计观念的陈旧、缺乏创新等等。

该部分包括四个阶段:

布鲁姆教育目标分类学理论从知识维度和学生认知水平两个维度来对教学目标进行分类,当进行教学实践时,可以首先根据知识所属的维度将不同的知识点进行分类,然后根据认知水平的不同对知识的掌握要求也进行分类,这样,课程中需要学习的知识点和该知识应该掌握的程度就非常清晰了,即确定了认知要求,学生的学习目标就会非常明确,他们对学习的掌控就会达到一个新的高度,学习效果和教学效果都将大大提高。

2.视频设计制作

该部分包括制作电子课件、录制校对视频和将视频上传至网络三部分内容。其中制作电子课件是关键,重点是考虑如何将布鲁姆教育理论融入MOOC制作中。现以“船舶电气设备及系统”课程为例进行说明。首先将该课程中每个知识点进行知识维度和认知维度的分类,进而确定认知要求,并在课件中进行明确(如图2)。

  

图2 基于布鲁姆教育理论的电子课件

由图2可知,磁场的知识点主要包括磁场和磁力线的概念及右手螺旋定则,从知识维度区分,由于两者所属的维度不同,所以从认知维度上的要求也不同,磁场和磁力线的概念要求为理解,而右手螺旋定则需要学会使用,并能利用该定则对给定的磁场进行分析判断。

生机勃勃的春天来了。春姑娘迎着春风,踏着轻盈的脚步款款而来,她用温柔的声音唤醒了校园里的万物。柳树姑娘梳理着长长的辫子;小草弟弟探出了头,好奇地打量着这个世界;迎春花姑娘绽开了笑脸,向春姑娘打着招呼;溪流冲破了层层阻碍,一路唱着欢乐的歌。校园里处处绿意盎然,仿佛穿上了一件绿色的新装。

由此可见,当教师将知识点和认知要求进行分类并明确后,学生在清晰目标的指引下,观看MOOC视频时就容易理解讲授内容,学习效果自然会提高。

3.课前预习

该部分包括四方面内容:

(1)教师在课前要准备好教学资源并发布到网络中,这些资源主要包括视频、电子课件、教案、作业、参考书籍及相关专题学习拓展等类型的素材。

针对红豆杉树种进行研究,其自身的价值主要体现在以下几个方面:首先,红豆杉树种极为耐寒,并且生长速度非常缓慢,是非常理想的绿化树种。其次,红豆杉的树木材质非常密,并且树木自身的纹理非常清晰,是平常制作高档家具的主要材料,因此具有非常高的经济价值。最后,红豆杉的药用价值非常高,红豆杉中提取的紫杉醇,是目前世界上最具发展前景的抗癌药物之一。根据以上这些价值,决定了红豆杉在市场上的广阔种植前景。

(3)学生要充分了解教师安排的任务,学习教师准备好的视频内容并完成相关作业,有能力的同学可以研究学习扩展资源。这种方式最大的好处就是实现了个性化学习,学生可以根据自己的情况选择资源和自定学习时间。

(4)教师可在该部分安排任务或提出相关问题,由学生分小组合作探究完成。学生可以充分利用这段时间来和本小组同学讨论自主学习时遇到的问题,或者根据教师引导的问题发表自己的看法。

4.课堂学习

(4)确定认知要求,即确定各知识点的学习目标。

(1)个性化指导阶段

个性化指导阶段是教师为各个小组解答疑惑的过程。每一个小组在合作探究阶段都会遇到不同的问题,所以教师根据学生不同的问题进行个性化指导,为每个小组解答疑惑,做到因材施教[15]

(2)案例教学阶段

教师挑选合适的船舶案例,对于“船舶电气设备及系统”课程而言,笔者一般选择自己在船舶工作过程中遇到的实际故障或收集的相关资料作为船舶案例。在学生掌握了相关知识之后,提供学生案例发生的场景及基本状况,让学生通过学习的理论知识进行分析讨论,找出故障发生的原因,并给出合理的解决方案。

在实际教学过程中发现,该环节虽然很有挑战性,但是最受学生欢迎,即使是平时不爱学习思考的学生,在给予适当的激励之后(比如引导性提问),在该环节也会表现出极大的学习热情,这样学生就会自发地思考问题,加上教师的有效引导,大部分情况下学生都能给出合理的方案。学生通过自主思考,在案例教学环节,不但深化了理论知识的学习,更通过实际案例掌握了用理论指导实践的思维方法,因此解决实际问题的能力也大大提高。

(3)总结点拨阶段

采用外部评价组对提交的方案进行实时打分评价,并确保设计师在选择引用时有得分信息的辅助,最终选出得分最高的3款方案作为获奖方案。这种评奖方式与传统方法(如设计竞赛获奖作品的决出)基本相同,不同之处在于奖金的分配。

在总结点拨阶段,首先由各小组的学生代表总结本次课程的收获及已解决的疑难问题;然后教师针对不同小组出现的问题对共性问题与难点问题进行集中讲授,对整节课的知识进行系统梳理,并对课程学习过程进行总结。

由此可见,以学生为中心的MOOC教学将学生和老师从传统学习的时间和空间中解放出来,给予学生和老师更多的主动权。在学生已经进行自主学习的基础上,教师可以在课堂上进行更多的有针对性和拓展性的讲解。

反馈评价阶段是课程的最后环节,教师要从学生、小组以及整个班级的学习情况等方面对课程进行整体评价,重视评价的多元性和公平性,以激励为主。之后教师可以引导学生进行课后复习,同时应注意引导学生培养积极探索精神和团队精神,在潜移默化中提高他们的自学能力和解决实际问题的能力。

5.课后反思互动

反思是实现自我提高的重要手段。学生在充分消化课堂知识的基础上,可利用课后时间进行深刻的反思,充分发表自己的观点,并与教师和同学进行线上、线下深入互动。这个环节通常出现在较难的知识环节或者知识点比较吸引人的地方,学生往往自发进行反思和互动讨论。

萨尔曼·可汗在《翻转课堂的可汗学院》中指出:学生的学习容易存在知识漏洞,时间一长,就像奶酪一样,表面看虽然比较完整,但实际却布满了小洞。日积月累就会漏洞百出,影响下一个阶段的学习,而教师面对千差万别的漏洞又无法弥补[16]。有了以上五个环节,学生对知识的掌握就会在自我学习反思、案例学习和具有个性化反馈评价的引导下趋于完善,从而形成完整的知识储备,这样才有助于学生对专业知识的理解和在实际工作中的灵活运用。

五、新教学模式应用效果分析

()对照实验条件

(2)实验组和对照组均为大连海事大学轮机工程专业同年级学生,其中实验组为某三个自然班共计86人,授课前由教研室负责人随机分配;对照组为随机抽取的某三个自然班共计76人。

(1)研究对象分为实验组和对照组。

将新教学模式应用到“船舶电气设备及系统”课程教学中,选取实验组和对照组开展教学实验,通过问卷调查、课程成绩和专家反馈三方面对新教学模式的应用效果进行分析。总的实验条件如下:

(3)实验组学生采用新教学模式,对照组学生采用传统课堂教学模式。

(4)实验组和对照组均为普通班(大连海事大学轮机工程专业分为英才班、英语加强班、卓越班和普通班四种类型)。

(5)实验组和对照组学习该课程的时间相同,使用的教材相同。

(6)实验组和对照组都分为两个教学班级上课,且都为其中一个教学班级包括一个自然班,另一个教学班级包括两个自然班。

在道德与法治课程中,很多案例都与学生的生活非常贴近,这就需要教师能够引导学生参加社会实践,在此过程中不断强化学生对课堂知识的理解,在实践中培养良好的道德与法治意识。在社会主义文明建设过程中,学生的思想道德教育是非常重要的组成部分,需要在智育、体育和美育以及劳动教育中不断强化学生的道德与法治观念,促进其健康成长。因此,除了应该不断强化社会实践,增强学生的认知能力之外,还应该注重道德与法治课程与其他课程的有效结合,将枯燥的知识内容融入到学生的生活当中,实现教学内容的不断扩展,能够在提升学生社会适应能力的同时,不断加强课程的丰富性和现实性[3]。

◎一个医院,甚至任何一项事业,没有明确的目标,就没有方向、没有未来;没有良好的战略规划,就无法面对危机、突破瓶颈,无法抓住机遇、谋求发展,立于不败之地!

(7)实验组和对照组在相同的时间段(结课前一周)进行完全相同的问卷调查。

③构建国家机关“谁执法谁普法”责任制是充分保护公民合法权益的有效途径。将普法教育纳入国家机关行政执法人员工作内容,实际上是以更直观的方式使利害关系人了解法律法规,能对公职人员起到一个侧面监督和警示的作用,从而有效防止公民的合法权益受到侵害[3]。

(8)实验组和对照组在相同的时间进行课程考试,考试试卷也完全相同。

(9)实验组两个教学班的任课教师为同一名年轻讲师,对照组两个教学班的任课教师均为资深优秀教师。

(10)整个课程教学过程始终未告知学生在进行对照教学实验。

()问卷调查结果分析

实验组和对照组上课进度一致,在结课前一周发放调查问卷,对两组学生关于课程目标是否明确、课程内容理解程度、是否能自觉学习和查阅资料以及学习效果如何进行调查,请学生自评。实验组发放问卷86份,收回86份;对照组发放问卷76份,收回73份。问卷调查结果统计见表3。

亲虾到场后均放于3个培养池中,平均约7尾/m3,水位1.3m,每个培养池的水体为40m3,亲虾培养池覆盖遮光帘,即暗光培养,充气石每池40个平均布设于池内。

 

3 教学新模式对照实验问卷调查结果统计

  

内容指标实验组/%对照组/%学习目标明确91.8628.77一般6.9847.95模糊1.1616.44不明确0.006.85课程内容大部分理解90.7068.49少部分理解9.3031.51完全不理解0.000.00自觉学习能94.1971.23不能5.8128.77参与讨论经常会97.6720.55很少2.3341.10从不0.0038.36查阅资料经常86.0510.96偶尔13.9526.03从不0.0063.01学习效果非常好89.5346.58一般9.3036.99不太好1.1615.07很差0.001.37

由统计结果可知,在学习目标等六个方面,实验组的反馈结果明显好于对照组。排除教师个人影响因素,从客观方面分析,实验组由于采用了布鲁姆教育理论对教学目标进行分类,学生对学习目标非常明确,同时采用MOOC教学,学生就必须进行自习、查阅资料和参与课程讨论,因此对教学内容的理解和学习效果的自我感知等方面都高于对照组属于正常现象。这从学生自身的角度展现了不同教学模式下的学习状态。

为了避免车牌图片倾斜对之后的扫描以及识别操作造成影响,需要对车牌图片进行角度矫正。由于车牌边框会对字符分割产生或多或少的影响,去掉车牌边框,进一步缩小分割的范围,可以提高分割的成功率。

()课程成绩分析

将实验组和对照组学生的期末考试成绩按从高到低进行排序统计,并划为5个分数段:90~100 分、80~89 分、70~79 分、60~69 分和0~60分,成绩统计见表4、表5,成绩分布百分比统计如图3。

 

4 实验组期末考试成绩统计表

  

班级90~100分80~89分70~79分60~69分0~60分平均分人数/人实验组148124079.0728实验组21218208079.0758统计平均分79.07

 

5 对照组期末考试成绩统计表

  

班级90~100分80~89分70~79分60~69分0~60分平均分人数/人对照组104119171.3225对照组24152012075.3551统计平均分74.02

由表4和表5可知,实验组平均成绩为79.07分,对照组平均成绩为74.02分,就平均成绩而言,实验组成绩比对照组高5.05分。

  

图3 成绩分布百分比统计图

由图3可知,实验组的学生在这5个成绩段的分布比例分别为18.60%、30.20%、37.20%、14.00%和0%,对照组学生成绩的分布比例分别为5.26%、25.00%、40.79%、27.63%和1.32%。其中实验组成绩为90~100分的比率比对照组高出13.34%,是其3.5倍,远远高于对照组;得分为80~89分的比率实验组比对照组高5.20%,有一定提高;得分为70~79分的比率实验组比对照组低3.59%,有一定程度的下降;得分为60~69分的比率实验组比对照组低13.63%,是其一半,有了很大程度的降低;实验组无不及格人数,对照组有1人不及格。

由上述分析可知,采用新教学模式后,明显提高了高分学生的比例,成绩为优良等级的学生占48.80%,而对照组为30.26%,成绩分布向高分端移动。同时有效降低了低分学生的比例,消除了不及格现象,整体成绩仍然呈正态分布。期末考试成绩可有效证明学生对课程知识的掌握程度。

()专家评价

课程结束后笔者专门走访了听课的学校督导组专家,反馈结果如下:在实验组课堂上,能够实时地给予学生思考、联想和创新的启迪,充分调动学生情绪参与到学习和课堂讨论中来,学生听课认真,课堂气氛活跃,教学效果良好。

六、结语

本文通过分析航海教育及航海类专业课程的特点,提出融合MOOC和布鲁姆教育理论的教学模式,并应用于航海类专业课程教学实践,验证了该教学模式的有效性和优越性。从调查问卷和期末考试成绩的统计分析可以看出,采用融合MOOC和布鲁姆教育理论的教学模式后,学生的学习状态和对知识的掌握程度等都产生了显著的变化,在提出问题、分析问题、解决问题和团队协作能力等方面,该教学模式也产生了良好的引导效果,而这些正是航海类专业学生培养过程中需要重点解决的问题。

反应床表面是矿化垃圾与渗沥液最先接触的界面,也是大气和床体基质之间进行气体交换的屏障,直接影响床体的通气、透水性能,同时也是微生物生命活动最活跃的区域。渗沥液处理一段时间后,界表面会滤积有机-矿物悬浮物并形成生物膜,致使表面结壳发硬,滋生藻类,使反应床的渗滤速率降低,水力负荷下降,并可能进一步影响反应床处理效果。

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王浩亮,张春来
《航海教育研究》 2018年第01期
《航海教育研究》2018年第01期文献

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