王 波,陶佰睿,苗鳳娟,杜曉昕
大學(xué)基礎(chǔ)課程碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式研究
王 波,陶佰睿,苗鳳娟,杜曉昕
為了使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)變得導(dǎo)向化、自由化、人性化和智能化,提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)潛能,在“以學(xué)習(xí)者為主體,以教師為主導(dǎo)”的原則下,在MOOC的背景下將碎片化學(xué)習(xí)模式和智能技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)學(xué)習(xí),提出面向大學(xué)基礎(chǔ)課程的碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式。該模式基于豐富的MOOC資源實(shí)現(xiàn)了智能化多樣性的學(xué)習(xí)策略和資源建設(shè),可在當(dāng)下流行的各種移動(dòng)終端上應(yīng)用實(shí)踐,發(fā)展?jié)摿薮?,有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力,發(fā)展學(xué)習(xí)者的信息和媒介素養(yǎng),從而提高學(xué)習(xí)者的終身學(xué)習(xí)能力。
MOOC;碎片化學(xué)習(xí);智能化;移動(dòng)學(xué)習(xí)
大學(xué)基礎(chǔ)課程是高等教育實(shí)施通識(shí)教育的“基石”,是開設(shè)專業(yè)課程的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神的基礎(chǔ),因此對(duì)于大學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐是當(dāng)前教育界研究的熱點(diǎn)。在對(duì)大學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革研究中,關(guān)于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革成果頗多。如西北大學(xué)耿國(guó)華教授在高校文科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程方面改革成效突出,耿教授所帶領(lǐng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)在多年教學(xué)實(shí)踐積累的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建并實(shí)施了五位一體的教學(xué)模式,具體包括:教學(xué)思想先進(jìn)化、教學(xué)方式現(xiàn)代化、課程結(jié)構(gòu)體系化、教材內(nèi)容立體化、考核手段網(wǎng)絡(luò)化。[1]北京信息科技大學(xué)劉亞輝開展了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)的研究,該研究基于合作學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源利用相結(jié)合的視角,針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程現(xiàn)有教學(xué)模式存在的不足,提出合作學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源相結(jié)合的教學(xué)模式,并對(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)、小組學(xué)習(xí)、經(jīng)驗(yàn)交流和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源利用的課程教學(xué)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。[2]張俊杰開展了計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程分層教學(xué)模式的實(shí)踐研究,提出了計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程的分層教學(xué)模式,并在教學(xué)實(shí)踐中開展了實(shí)驗(yàn)研究,總結(jié)了如何對(duì)學(xué)習(xí)者、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)分層,如何開展分層教學(xué),如何進(jìn)行分層評(píng)價(jià)等。[3]但是,這些教學(xué)模式中缺少智能化教學(xué)理念。當(dāng)前大學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)主要以正式化的課堂學(xué)習(xí)為主,單一的非正式化課外學(xué)習(xí)為輔,由于課堂學(xué)習(xí)受時(shí)間和空間的限制,往往課外學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的提高起到了很大的作用。[4]碎片化[5]智能移動(dòng)學(xué)習(xí)[6-7]是一種新興的非正式學(xué)習(xí)方式,是未來課外學(xué)習(xí)的發(fā)展趨勢(shì),碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)可以將形式單一枯燥的課外學(xué)習(xí)變得豐富有趣。[8-9]學(xué)習(xí)者采用這樣一種全新的課外學(xué)習(xí)方式,學(xué)習(xí)不受時(shí)間和空間的限制,他們的學(xué)習(xí)興趣受到激發(fā),學(xué)習(xí)效果大大提高。同時(shí)隨著MOOC[10]的興起,將優(yōu)秀的MOOC學(xué)習(xí)資源作為碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)資源的來源,會(huì)使碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)得到堅(jiān)實(shí)的支持。本文將碎片化學(xué)習(xí)模式和智能技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)基礎(chǔ)課程移動(dòng)學(xué)習(xí)中,使學(xué)習(xí)更加碎片化和智能化,學(xué)習(xí)者獲得的不僅僅是自由的學(xué)習(xí),而且獲得的是更加人性化和智能化的學(xué)習(xí)。因此,構(gòu)建面向大學(xué)基礎(chǔ)課程的碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式是一項(xiàng)很有意義的嘗試,自由的碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)方式更加突出了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)主體地位,同時(shí)也預(yù)示著日趨智能化的今天,教育也需要智能化。
1.整合優(yōu)秀的MOOC學(xué)習(xí)資源
構(gòu)建碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式,學(xué)習(xí)資源至關(guān)重要。專門開發(fā)適用于碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的資源需要大量的投入。MOOC整合了很多優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源,將這些優(yōu)秀資源作為碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式資源的來源,能夠節(jié)省人力物力財(cái)力,得到良好的學(xué)習(xí)效果。
2.智能化交互式移動(dòng)學(xué)習(xí)
智能化交互式移動(dòng)學(xué)習(xí)是指可智能地對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行管理與獲取,增強(qiáng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)交互性的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式。移動(dòng)學(xué)習(xí)的碎片化、智能化和交互性集中體現(xiàn)在學(xué)習(xí)資源上,若這些移動(dòng)學(xué)習(xí)資源如同傳統(tǒng)紙質(zhì)教參那樣由一頁(yè)一頁(yè)的內(nèi)容線性堆積,則它就變得毫無意義。相反,資源應(yīng)該更貼近學(xué)習(xí)者,為其提供碎片化、智能化和交互式的服務(wù)。
3.學(xué)習(xí)者主體和教師主導(dǎo)的深化
碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)方式中,學(xué)習(xí)者的主體地位和教師的主導(dǎo)地位能夠得到深化。由于該模式提供的學(xué)習(xí)時(shí)空無限制,學(xué)習(xí)者可以發(fā)揮自己的學(xué)習(xí)潛力,培養(yǎng)創(chuàng)造力,自主調(diào)配適合自己的學(xué)習(xí)方式。而教師在學(xué)習(xí)過程中退居后臺(tái),負(fù)責(zé)對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行更新和維護(hù),為移動(dòng)學(xué)習(xí)資源制定最優(yōu)的教學(xué)策略,實(shí)時(shí)在線交互式解答學(xué)習(xí)者的問題。
4.強(qiáng)化學(xué)習(xí)與按需學(xué)習(xí)
碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)有強(qiáng)化學(xué)習(xí)和按需學(xué)習(xí)兩種方式。強(qiáng)化學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過測(cè)試的形式進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。如果學(xué)習(xí)者經(jīng)學(xué)習(xí)后的測(cè)試結(jié)果為錯(cuò)誤,系統(tǒng)會(huì)智能地給出相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),由學(xué)習(xí)者再次學(xué)習(xí)這些知識(shí)點(diǎn),之后,系統(tǒng)抽取相同難度相同知識(shí)點(diǎn)的新測(cè)試題對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行測(cè)試,直到學(xué)習(xí)者完全掌握知識(shí)點(diǎn);在限定的時(shí)間結(jié)束后,系統(tǒng)客觀地將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況通過柱形圖展示出來,并列出做過的所有題目,同時(shí)給出測(cè)試得分和專家系統(tǒng)的客觀評(píng)價(jià),學(xué)習(xí)者根據(jù)給出的評(píng)價(jià)可以及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況。按需學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)資源的檢索是非順序化的,學(xué)習(xí)者根據(jù)一組檢索關(guān)鍵字,按需檢索自己需要的學(xué)習(xí)資源,非順序化的檢索資源為文本學(xué)習(xí)資源和多媒體學(xué)習(xí)資源等。
5.學(xué)習(xí)反饋
碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式中,教師可以進(jìn)行測(cè)試題目的添加,包括逐個(gè)添加和批量添加。添加是在專家系統(tǒng)指導(dǎo)下完成的,可實(shí)現(xiàn)智能化的按需添加。問題反饋是針對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況通過柱形圖的形式反映出來,系統(tǒng)會(huì)給出專家級(jí)的智能分析,教師可以通過這個(gè)反饋,對(duì)學(xué)習(xí)者的下一步學(xué)習(xí)做出評(píng)估,及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法策略。
適用于碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的資源建設(shè)如圖1所示。
圖1 碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的資源建設(shè)
1.學(xué)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建
碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)資源建設(shè)中,需要構(gòu)建一個(gè)開放共享的學(xué)習(xí)平臺(tái)。平臺(tái)中的學(xué)習(xí)資源整合優(yōu)秀的MOOC資源,平臺(tái)建設(shè)的重點(diǎn)則是智能化功能的建設(shè)。學(xué)習(xí)平臺(tái)包含以下模塊和端口:無線通訊模塊、交互式語音模塊、資源庫(kù)模塊、智能化支持平臺(tái)模塊、專家?guī)炷K、開放學(xué)習(xí)端口、加密后臺(tái)管理端口。學(xué)習(xí)者在開放學(xué)習(xí)端口登錄平臺(tái),通過無線通訊模塊和交互式語音模塊,在專家?guī)炷K的專家知識(shí)的指導(dǎo)下訪問資源庫(kù)模塊中的學(xué)習(xí)資源,通過智能化支持平臺(tái)模塊獲得智能化的學(xué)習(xí)服務(wù)。教師在加密后臺(tái)管理端口登錄平臺(tái),對(duì)專家?guī)炷K和資源庫(kù)模塊進(jìn)行更新和維護(hù)。
2.智能技術(shù)的應(yīng)用
傳統(tǒng)的移動(dòng)學(xué)習(xí)功能是零散的、不系統(tǒng)的,學(xué)習(xí)者使用移動(dòng)學(xué)習(xí)功能是機(jī)械的、死板的。構(gòu)建碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái),應(yīng)該注意如何使學(xué)習(xí)功能更加人性化、智能化,符合學(xué)習(xí)者的心理需求。應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的方法建立智能化支持平臺(tái),增加學(xué)習(xí)功能的多樣性。這樣做符合科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向,使學(xué)習(xí)功能可持續(xù)發(fā)展,具有很大的拓展空間。智能化支持平臺(tái)的功能可以滿足學(xué)習(xí)者的興趣自主學(xué)習(xí),而不是傳統(tǒng)的被動(dòng)接受學(xué)習(xí)。
3.關(guān)聯(lián)資源庫(kù)的優(yōu)化
碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)資源庫(kù)中有海量的資源,為了減少資源之間的冗余度,提高資源的檢索效率,需對(duì)關(guān)聯(lián)的資源庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化的工作是為資源庫(kù)減負(fù)。資源庫(kù)中存儲(chǔ)有大量的多媒體學(xué)習(xí)資源,它已不是傳統(tǒng)意義上的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù),而是高維數(shù)據(jù)庫(kù)。采用高維數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)優(yōu)化方案,對(duì)該資源庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化,得到一個(gè)可以提供高效檢索能力低冗余度的資源庫(kù)。
4.專家?guī)炫c專家系統(tǒng)的建設(shè)
在碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)的資源庫(kù)中,學(xué)習(xí)者獲得的資源不應(yīng)該僅僅是海量的學(xué)習(xí)資源,而是智能化且具有指導(dǎo)功能的學(xué)習(xí)資源,想實(shí)現(xiàn)該功能必須構(gòu)建專家?guī)旌蛯<蚁到y(tǒng)。通過專家?guī)旌蛯<蚁到y(tǒng)獲得專家知識(shí),在專家知識(shí)的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)者獲取智能化移動(dòng)學(xué)習(xí)資源。為了使專家知識(shí)具有實(shí)時(shí)性,專家知識(shí)需要具有自更新的功能,教師在專家知識(shí)自更新過程中應(yīng)發(fā)揮巨大作用。學(xué)習(xí)者享受自更新的服務(wù),教師是提供這種自更新服務(wù)的實(shí)施者。為了保證專家知識(shí)的正確性,即專家?guī)旌蛯<蚁到y(tǒng)的完備性,建設(shè)時(shí)教師必須嚴(yán)格把關(guān)控制,突出最新的教育理念,明確教師和學(xué)習(xí)者雙主學(xué)習(xí)地位。為了使學(xué)習(xí)者進(jìn)行高質(zhì)量的自主學(xué)習(xí),教師的角色必須從臺(tái)前走向幕后,最大限度發(fā)揮教師在學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)作用,突出學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。
5.基于內(nèi)容圖像檢索資源的建設(shè)
目前學(xué)習(xí)者對(duì)資源的檢索都是采用文本檢索的方式,這種方式容易產(chǎn)生語義鴻溝。基于內(nèi)容圖像檢索技術(shù)是通過對(duì)用戶上傳的圖像進(jìn)行特征分析和對(duì)圖像特征庫(kù)搜索,以此產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的具體查詢值,在檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行相似度匹配,將檢索出來的信息輸出,排序方式通常都是按照相似度降序。對(duì)基于內(nèi)容圖像檢索資源的建設(shè)可為學(xué)習(xí)者提供更加人性化的學(xué)習(xí)資源,學(xué)習(xí)資源與圖像關(guān)聯(lián)能消除用文本標(biāo)注學(xué)習(xí)資源時(shí)的語義歧義。此外,圖像特征庫(kù)的建設(shè)和匹配算法尤為重要,基于內(nèi)容圖像檢索結(jié)果是否精準(zhǔn),源圖像和特征庫(kù)圖像特征匹配的是否精確起決定性作用。
1.因特網(wǎng)
因特網(wǎng)已經(jīng)成為我們生活中的一部分,用戶不論身處何地,都可以自由地接入因特網(wǎng),因特網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展為碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)提供了新的廣闊的平臺(tái)。在基于因特網(wǎng)的碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)的應(yīng)用實(shí)踐中,學(xué)習(xí)者能夠不受時(shí)間和空間的限制,隨時(shí)訪問因特網(wǎng)上的碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái),獲取學(xué)習(xí)資源。
2.移動(dòng)終端設(shè)備
利用移動(dòng)終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)的碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)使課程學(xué)習(xí)變得更加靈活和方便,實(shí)現(xiàn)了非正式化自主學(xué)習(xí)。在基于移動(dòng)終端設(shè)備的碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)的應(yīng)用實(shí)踐中,學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式為移動(dòng)學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)的硬件載體為手機(jī)或者PAD等,學(xué)習(xí)者無需再購(gòu)買其他學(xué)習(xí)終端設(shè)備。
3.校園網(wǎng)
當(dāng)前大學(xué)的校園網(wǎng)建設(shè)都處于高速更新和發(fā)展的時(shí)期,學(xué)校對(duì)校園網(wǎng)的投入不斷增加,校園網(wǎng)應(yīng)該且能夠?yàn)檎n程學(xué)習(xí)資源提供強(qiáng)有力的支撐。校園網(wǎng)不應(yīng)該拘泥于教務(wù)管理和學(xué)習(xí)管理等一些常規(guī)功能,可以賦予它新的使命。基于校園網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)踐可以省去許多的硬件開支,功能使用更加靈活,有助于知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。對(duì)于課程資源,校園網(wǎng)內(nèi)的用戶免費(fèi)使用,校園網(wǎng)外的用戶付費(fèi)使用。
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)運(yùn)用移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)為學(xué)習(xí)者提供課程的基本內(nèi)容,發(fā)布一些相關(guān)的教學(xué)信息已經(jīng)基本成熟,很多課程的教學(xué)資源已經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。但是,由于我國(guó)智能移動(dòng)學(xué)習(xí)研究起步比較晚,在發(fā)展過程中還存在著許多問題與矛盾。隨著移動(dòng)學(xué)習(xí)資源不斷增加,怎樣才能讓學(xué)習(xí)者正確評(píng)估自己的學(xué)習(xí)能力,并在浩如煙海的知識(shí)海洋中迅速找到適應(yīng)自己學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)能力的學(xué)習(xí)資源;怎樣才能讓學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中得到準(zhǔn)確、快速、及時(shí)的評(píng)價(jià)和反饋,并根據(jù)這些評(píng)價(jià)和反饋及時(shí)迅速調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法和策略,這些已經(jīng)漸漸成為移動(dòng)學(xué)習(xí)改革中不得不面對(duì)和需要解決的實(shí)際問題。移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)不僅要讓學(xué)習(xí)者掌握課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容,而且還應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的想象力、創(chuàng)造性和個(gè)性品質(zhì)。目前智能化學(xué)習(xí)支持技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,怎么恰當(dāng)運(yùn)用這些技術(shù)手段,把移動(dòng)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行智能優(yōu)化整合,碎片化、人性化地提供給學(xué)習(xí)者是教育工作者所面臨的一項(xiàng)重要而迫切的工作任務(wù)。
碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式正是在這樣的背景下提出的,其有益效果為:碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)能夠以多元化的學(xué)習(xí)方式輔助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)知識(shí),它有著友好的人機(jī)交互界面,其呈現(xiàn)方式多樣化,不再像傳統(tǒng)的課堂教學(xué)那么呆板,能讓學(xué)習(xí)者擺脫原先那種疲憊感,帶著新鮮、好奇去學(xué)習(xí),讓學(xué)習(xí)者在不知不覺中學(xué)到知識(shí),成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。
筆者在MOOC背景下將碎片化學(xué)習(xí)模式和智能技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)中,提出碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式,這是一次全新的嘗試和探索。碎片化智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式是基于“學(xué)習(xí)者為主體,教師為主導(dǎo)”原則提出的,符合教育教學(xué)規(guī)律,緊跟科技發(fā)展的步伐,全新的理念和全新的技術(shù)給課程學(xué)習(xí)帶來的新鮮血液,對(duì)課程的建設(shè)和學(xué)習(xí)發(fā)展提供了新思路、新方法,兼具理論和實(shí)踐雙重意義。
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責(zé)任編輯 張軍濤
Research of Fragmented Intelligent Mobile Learning Model
WANGBo,TAOBai-rui,MIAOFeng-juan,DUXiao-xin/QiqiharUniversity
To make learners' study oriented, liberalized, humanized and intelligentized, promote students' learning interest, and stimulate students' learning potential, the fragmented learning model and intelligent technology are applied to mobile learning of the college basic course under the principle of "taking learners as the subjects and teachers as the leading factors", hence the fragmented intelligent mobile learning is put forward. This model achieves the intelligence diversity of learning strategy and resources construction based on the rich MOOC resources, and can be applied and practiced on all of present popular mobile terminations. It has enormous development potential, is more conducive to the learners' innovation ability training, can enrich learners' information and media literacy, and then can improve learners' lifelong learning ability.
MOOC;fragmented learning;intelligentized;mobile learning
G434
A
2095-6576(2015)04-0051-04
2015-04-07
王波,齊齊哈爾大學(xué)計(jì)算中心講師,哈爾濱工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士研究生,主要從事教育信息技術(shù)、計(jì)算智能及大數(shù)據(jù)研究。(wangbo_theone@163.com)
黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)2014年高等教育科學(xué)研究青年專項(xiàng)課題“碎片化學(xué)習(xí)視域下基于智能移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實(shí)踐”(14Q098);黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度課題“大數(shù)據(jù)平臺(tái)本科生教育督導(dǎo)預(yù)警決策模式與運(yùn)行機(jī)制研究 ”(GBC1214089)