UTILIZAÇÃO DE ATIVIDADES DE ESTUDO MEDIADAS POR HIPERMÍDIA EDUCACIONAL NA INICIAÇÃO À DOCÊNCIA EM FÍSICA: ESTUDO DE CASO.

## UTILIZAÇÃO DE ATIVIDADES DE ESTUDO MEDIADAS POR HIPERMÍDIA EDUCACIONAL NA INICIAÇÃO À DOCÊNCIA EM FÍSICA: ESTUDO DE CASO.

## Muryel Pyetro Vidmar , Sabrina Skrebsky Richter , Carlos Alberto Dipp , Inés 1 2 3 Prieto Schmidt Sauerwein 4

1 Universidade Federal de Santa Maria, mvidmar@ibest.com.br

- 2 Universidade Federal de Santa Maria, sabrina.s.richter@mail.ufsm.br
- 3 Escola Estadual de Ensino Médio Professora Maria Rocha, carlosdipp@terra.com.br

4 Universidade Federal de Santa Maria, ipsauer@gmail.com

## Resumo

Neste trabalho apresentamos o relato de uma experiência didática de Física mediada por hipermídia educacional. Inseridos no Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), trabalhamos na iniciação à docência em Física em uma escola da rede pública da cidade de Santa Maria. Na prática, elaboramos, implementamos e avaliamos atividades de estudo de Física mediadas por hipermídia educacional para seis turmas de terceira série do Ensino Médio da referida escola. Para a elaboração das atividades, utilizamos a mediação tecnológica livre e aberta do Moodle, mais especificamente, a ferramenta Wiki do Moodle, onde foram/estão disponibilizadas as atividades e que nos permitiu uma produção colaborativa das mesmas. Nestas atividades, iniciávamos com uma situação-problema do cotidiano, que deveria ser respondida através da orientação de uma heurística e da mediação das hipermídias (disponíveis em portais oficiais na internet). Na experiência didática relatada neste trabalho, a coleta de informações ocorreu através do recolhimento, ao final da atividade, dos guias de resolução, que continham as mesmas perguntas da heurística, porém com espaços nos quais os estudantes colocavam suas respostas. Através da avaliação das informações contidas nos guias de resolução e da análise dos comentários dos estudantes (contidos nestes guias), obtivemos como resultados o fato de que atividades de estudo mediadas por hipermídia educacional têm potencial inovador para o ensino de Física, pois contribuem para um maior envolvimento dos estudantes com o conteúdo, além de favorecer a aprendizagem.

Palavras-chave : Ensino de Física; Iniciação à docência; Hipermídia educacional.

## Introdução

Estamos rodeados de inovações científicas e tecnológicas que se multiplicam diariamente, incentivando a nós, professores, na busca cada vez maior de atualização dentro desse panorama tão dinâmico. E isso não acontece só com os professores, mas também com os alunos, pois esses precisam encontrar razões para eles mesmos do porquê estarem estudando uma série de disciplinas que aparentemente não se relacionam entre si e que talvez não tenham nenhuma importância para as suas vidas. (WALVY, 2005, p.1)

O desenvolvimento das tecnologias da informação e comunicação (TIC) livres tem modificado significativamente o ambiente escolar. Estas se mostram como

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30 de janeiro a 04 de fevereiro de 2011

uma alternativa ao ensino tradicional, especificamente no caso da Física. Na busca por soluções para a ineficiência escolar, sugerimos a inserção tecnológica, através de atividades de estudo mediadas por hipermídia educacional , de forma a envolver 1 os estudantes na construção de seu próprio conhecimento.

Temos notado que o ensino de Física está fortemente baseado em teorias e/ou fenômenos observáveis apenas em condições ideais de laboratório. Como geralmente não existem laboratórios didáticos de Física na escola pública brasileira - ou se existem estão sucateados - o ensino tem se tornado algo distante da realidade dos estudantes, fazendo com que estes não consigam perceber a relação entre o estudado e o vivido.

- O processo de ensino-aprendizagem de Física está intimamente relacionado à motivação escolar. Um docente motivado possui maior disposição para enfrentar as dificuldades apresentadas neste processo, e com isso incentiva o estudante a se envolver com o conteúdo estudado. Acreditamos que um ensino de Física mediado tecnologicamente por hipermídia contribui para esta motivação, tanto por parte do professor quanto do estudante.

## Contexto do trabalho

Estamos inseridos no Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Este projeto está dividido em cinco subprojetos, que abrangem os cursos de licenciatura em Biologia, Ciências, Física, Matemática e Química.

O PIBID, como um todo, visa proporcionar aos futuros professores (físicoseducadores em formação inicial) participação em experiências metodológicas, tecnológicas e práticas docentes de caráter inovador. Os objetivos principais são: auxiliar na superação de problemas identificados no processo de ensinoaprendizagem, contribuindo para a elevação do IDEB (Índice de Desenvolvimento da Educação Básica) das escolas públicas; e promover a integração entre a educação superior e a educação básica.

No nosso caso, o subprojeto de Ensino de Física, oito estudantes do curso de licenciatura em Física da referida universidade têm a possibilidade de iniciação à docência na educação básica. Além dos estudantes de licenciatura, temos no subprojeto uma coordenadora e quatro professores supervisores de Física (que lecionam em quatro escolas da rede pública da cidade de Santa Maria). A divisão de trabalho é feita em quatro equipes, sendo cada uma destas composta pela coordenadora de área, um professor supervisor e dois estudantes bolsistas.

## Descrição do trabalho desenvolvido

Nosso trabalho está em consonância com os objetivos previstos no subprojeto de Ensino de Física do PIBID. Conforme estes, nossa equipe elaborou

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atividades de estudo para seis turmas de terceira série da Escola Estadual de Ensino Médio Professora Maria Rocha.

Estas atividades de estudo consistiam em atividades extraclasse (turno inverso às aulas), priorizando três focos:

- · inserção de recursos inovadores digitais e virtuais para resolução de situações-problema de Física; 2
- · utilização de artigos de divulgação científico-tecnológica, de modo a aumentar a fluência e cultura tecnológica dos estudantes;
- · resolução de problemas dos exames oficiais, como o ENEM, contribuindo assim para o sucesso destes estudantes nestas provas.

O trabalho é dividido em três etapas principais: na primeira etapa, ocorre a elaboração das atividades de estudo. Para isto, utilizamos o Ambiente Virtual de Ensino-Aprendizagem (AVEA) livre e aberto Moodle , que funciona no endereço 3 http://itautecmoodle.proj.ufsm.br. Neste ambiente, há uma ferramenta denominada Wiki, que possibilita a produção colaborativa das atividades. Na Figura 01 , está ilustrada a página do Wiki onde estão listadas algumas das atividades desenvolvidas no ano de 2010 para implementação na escola Professora Maria Rocha.

Figura 01 : Página onde estão listadas as atividades elaboradas para implementação .

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Através da mediação tecnológica protagonizada pelo Wiki do Moodle, as atividades eram disponibilizadas nesta ferramenta para que os demais integrantes do subprojeto pudessem visualizá-las e editá-las, com o intuito de melhorá-las. Além disso, é importante enfatizar que as versões produzidas anteriormente não são canceladas e podem ser visualizadas, bem como restauradas.

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Defendemos que o trabalho de produção escolar colaborativo em rede, mediado tecnologicamente pelo Wiki do Moodle, potencializa a formação social, agrega valor e enriquece o grupo, estimulando o trabalho em conjunto, gerando benefícios. Isso porque, durante o processo os colaboradores desenvolvem compreensão compartilhada muito mais profunda, em termos de conhecimento produzido. (ABEGG et al., 2009, p.2)

A segunda etapa do trabalho consiste na implementação das atividades de estudo previamente elaboradas, que ocorre quinzenalmente com estudantes da terceira série do Ensino Médio da referida escola.

Na terceira e última etapa, ocorre o relato das atividades, ocasião na qual analisamos e descrevemos aspectos como as principais dificuldades apresentadas pelos estudantes e de que forma a atividade ajudou-os a entender melhor o conteúdo.

## Atividades de estudo implementadas

No corrente ano, planejamos um total de dezessete atividades de estudo, das quais nove foram implementadas até a presente data. A atividade descrita mais detalhadamente neste trabalho teve a duração aproximada de noventa minutos, na qual participaram quinze estudantes das turmas de terceira série do Ensino Médio.

Esta atividade consistia em um complemento à aula de Física (ministrada pelo professor supervisor) sobre a associação de capacitores. Primeiramente, fizemos uma breve revisão sobre o que são, de que são constituídos e para que se utilizam os capacitores.

Em seguida, propomos aos estudantes a seguinte situação-problema: ' O que pode ser feito quando se quer aumentar a intensidade da luz do flash da câmera fotográfica ?'. Para resolver a situação-problema, utilizamos a hipermídia educacional intitulada Circuitos AC/DC (DC e AC), disponível em http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-ac.

Para auxiliar e guiar os estudantes na interatuação com a hipermídia educacional - de modo que eles não ficassem brincando com a mesma -, disponibilizamos a cada um deles uma heurística , ilustrada na 4 Figura 02 . Além disso, os estudantes receberam um guia de resolução, que continha as mesmas perguntas da heurística, porém com espaços em branco nos quais eles colocavam suas respostas a lápis.

Durante a atividade, alguns estudantes trabalharam individualmente e outros em dupla em computadores portáteis. A hipermídia educacional foi 'rodada' através do download feito no referido site e utilizando o aplicativo Java.

Assim como mostra a Figura 03 , no lado direito da hipermídia havia diversos botões. Nesta atividade, utilizamos os seguintes comandos: 'Limpar', 'Fio', 'Bateria', 'Capacitor', 'Diagrama', 'Reverter', 'Voltímetro' e 'Mostrar Valores', nos quais era possível: construir um circuito com dois (ou mais) capacitores ligados em paralelo ou em série a uma fonte de tensão (bateria); observar qual é a representação de um capacitor e de uma fonte de tensão no desenho do circuito; inverter a posição da

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bateria; medir a tensão fornecida pela bateria e a tensão aplicada sobre cada um dos capacitores; e ver quais os valores da capacitância dos capacitores.

Enquanto os estudantes realizavam a atividade, nosso trabalho, como docentes, consistiu em orientá-los para que fizessem a tarefa proposta, compreendendo os conceitos, leis e fenômenos físicos a ela associados. É importante lembrar que uma atividade de estudo deve sempre ter a orientação de um professor, para garantir que os principais objetivos sejam atingidos. É fundamental haver este direcionamento, pois, conforme afirma Carvalho:

Temos sempre alunos ou salas que não se interessam em responder e é preciso tomar cuidado, pois os alunos têm uma 'inércia de trabalho' bastante grande e, se não há a cobrança do professor, perde-se muito tempo em classe, até que a atenção do grupo volte-se para a resposta às questões. (Carvalho et al. apud De Bastos, 2006, p. 317)

Então, mediados pela hipermídia educacional, guiados pela heurística e com a nossa orientação, os estudantes resolveram a situação-problema proposta inicialmente.

## Atividade 5: Associação de Capacitores

## Situação-Problema:

O que pode ser feito quando se quer aumentar a intensidade da luz do flash da câmera fotográfica?

Heurística para a Resolução da Situação-Problema utilizando a Hipermídia Educacional 'Circuitos AC/DC (DC e AC)'

PASSO 1: Clicando sobre as opções 'Fio', 'Bateria' e 'Capacitor', e em seguida arrastando-as para a tela azul à esquerda, construa um circuito em que haja dois capacitores ligados em paralelo a uma fonte de tensão.

- a) O que aconteceu com o circuito quando você terminou de construí-lo? Por que isto ocorreu? Qual é a carga total de cada capacitor?
- b) Selecione a opção 'Diagrama'. Qual é a representação utilizada para a fonte de tensão e para o capacitor?
- c) Clique com o botão direito em cima da pilha e, em seguida, selecione a opção 'Reverter'. O que aconteceu?
- d) Clique sobre a opção 'Voltímetro' e arraste uma ponteira em cada um dos pólos da pilha. Qual é a tensão fornecida pela pilha? E se as ponteiras forem invertidas, o que ocorre?
- e) Coloque agora uma ponteira na placa de cima e outra na placa de baixo de cada um dos capacitores. Qual o valor da tensão aplicada em cada um deles? O que se pode concluir a partir disso?
- f) A partir da conclusão obtida no item e , como podemos calcular a capacitância equivalente do circuito?
- g) Selecione a opção 'Mostrar Valores'. Compare o valor que apareceu para a tensão da pilha com o valor medido no item d . Qual é a capacitância dos dois capacitores?
- h) Utilizando os valores obtidos no item g e a definição de capacitância, calcule a capacitância equivalente do circuito e a carga total armazenada nele.
- PASSO 2: Clique sobre a opção 'Limpar' e em seguida, 'Sim'. Então, utilizando as mesmas opções do passo 1, construa um circuito em que haja dois capacitores ligados em série a uma fonte de tensão. Responda as questões d e , , f , g , h listadas no passo anterior.

PASSO 3: O que você obteve nos passos 1 e 2 ? Então, por que associar capacitores em série e em paralelo ? PASSO 4: Levando em consideração o que foi estudado nesta hipermídia educacional, responda a pergunta correspondente a situação-problema.

PASSO 5: Cite alguma aplicação tecnológica, que você conheça, de capacitores.

Figura 02 : Heurística entregue aos estudantes para guiá-los na atividade.

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Figura 03 : Interface gráfica da hipermídia educacional.

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## Resultados obtidos

A atividade de estudo exemplificada no item anterior foi elaborada com o objetivo de que os estudantes, guiados pela heurística e mediados pela hipermídia, compreendessem alguns aspectos conceituais (referentes aos passos da heurística) relacionados aos capacitores, mais especificamente, os que seguem:

- - Aspecto 1: No item a do passo 1, após o término da construção do circuito, as placas de cima dos capacitores ficaram eletrizadas positivamente (pois estavam ligadas ao polo positivo da pilha), enquanto que as placas de baixo ficaram eletrizadas negativamente (pois estavam ligadas ao polo negativo da pilha).
- - Aspecto 2: No item a do passo 1, após construir o circuito, a carga total em cada capacitor é nula, pois temos uma carga +Q na placa de cima e -Q na placa de baixo.
- - Aspecto 3: No item b do passo 1, reconhecer como uma fonte de tensão e um capacitor são representados no desenho do circuito.
- - Aspecto 4: No item c do passo 1, ao inverter a posição da pilha, as placas de cima dos capacitores ficaram eletrizadas negativamente (pois estavam ligadas ao polo negativo da pilha), enquanto que as placas de baixo ficaram eletrizadas positivamente (pois estavam ligadas ao polo positivo da pilha).
- - Aspecto 5: No item e do passo 1, concluir que a associação de capacitores em paralelo é aquela na qual os capacitores ficam sujeitos a uma mesma tensão (aquela fornecida pela fonte).
- - Aspecto 6: No item do passo 1, a carga total armazenada sobre a associação de f capacitores em paralelo é a soma das cargas armazenadas sobre cada um deles.
- - Aspecto 7: No item do passo 1, utilizar corretamente a definição de capacitância f de modo a obter a equação para o cálculo da capacitância equivalente do circuito.

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- - Aspecto 8: No item e do passo 2, concluir que na associação de capacitores em série a soma das tensões aplicadas a cada um dos capacitores é igual a tensão total fornecida pela fonte (pilha).
- - Aspecto 9: No item do passo 2, a carga elétrica armazenada sobre cada capacitor f associado em série é a mesma.
- - Aspecto 10: Nos itens d , e , g , h dos passos 1 e 2, utilizar corretamente a unidade de medida para a tensão.
- - Aspecto 11: Nos itens g , h dos passos 1 e 2, utilizar corretamente a unidade de medida para a capacitância.
- - Aspecto 12: No item h dos passos 1 e 2, utilizar corretamente a unidade de medida para a carga elétrica.
- - Aspecto 13: No passo 3, concluir que quando associamos os capacitores em paralelo, houve um aumento da capacitância equivalente do circuito; e quando associamos os capacitores em série, a capacitância equivalente foi menor do que a capacitância de um único capacitor associado.
- - Aspecto 14: No passo 4, concluir que se quisermos aumentar a intensidade da luz do flash da câmera fotográfica, devemos associar um (ou mais) capacitor em paralelo aos demais capacitores já existentes no circuito do flash, de modo a aumentar a capacitância equivalente e consequentemente a quantidade de carga elétrica armazenada no mesmo.
- -Aspecto 15: No passo 5, relacionar ao fenômeno observado na hipermídia educacional alguma aplicação tecnológica que faça parte do cotidiano do estudante.

Terminada a atividade, os estudantes ficaram com a heurística e nos devolveram os guias de resolução com as respostas. A análise destes guias nos leva aos resultados mostrados na Tabela 01 em relação aos aspectos já listados. Na coluna da esquerda, temos o número de cada aspecto, enquanto que nas colunas do meio e da direita, respectivamente, temos o número de estudantes que compreendeu ou não os pontos principais da atividade, listados nos aspectos.

Tabela 01: Análise quantitativa em relação aos aspectos principais da atividade.

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Analisando a Tabela 01 , percebemos que a maioria dos estudantes conseguiu entender os principais conceitos físicos associados à hipermídia. No entanto, alguns pontos-chave da atividade, como os listados nos aspectos 5, 8 e 14, não foram compreendidos por aproximadamente 53% dos estudantes. Outros aspectos não compreendidos por um número significativo de estudantes (aproximadamente 47% do total) foram os aspectos 9, 11 e 13.

Como já citamos anteriormente, durante a atividade, os estudantes trabalharam individualmente ou em duplas nos computadores, orientados por nós, afim de que compreendessem os conceitos. Após nos entregarem seus guias de resolução, a atividade foi discutida e resolvida no quadro. Esta parte da discussão conjunta foi muito importante, pois, conforme percebemos na análise dos resultados, vários estudantes não haviam compreendido até então alguns pontos principais da atividade.

É importante ressaltar também que a maioria dos estudantes demonstrou facilidade em manipular a hipermídia educacional, guiados pela heurística, além de compreender que esta era um meio de resolver a situação-problema.

Por fim, lembramos que é necessário, por parte do estudante, um envolvimento com a atividade, pois, se este não se interessa, de nada adianta a orientação docente. Atividades mediadas por hipermídia exigem do estudante uma conduta participativa e ativa, visto que é necessário que este interatue com a hipermídia para que consiga concluir algo sobre a situação-problema.

A simples navegação num universo de informação em rede não se traduz numa aprendizagem efetiva, sendo necessário da parte do aprendente um envolvimento nas atividades e tarefas em curso; por outras palavras, supõe uma atitude de abertura à participação ativa. (DIAS, 2005, p. 2)

## Comentários dos estudantes

Na última página do guia de resolução, havia um espaço no qual os estudantes escreviam suas opiniões referentes à atividade. Analisando estes comentários, notamos que todos eles foram positivos e mostraram de que forma a atividade contribuiu para o melhor entendimento do conteúdo.

Abaixo estão citados alguns comentários dos estudantes:

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Segundo os estudantes, a atividade serviu para que aprendessem este conteúdo de uma maneira diferente e lúdica. Ainda, através da hipermídia, eles puderam visualizar e entender melhor as características da associação de capacitores em série e em paralelo.

Como David Jonassen (1996:70), acreditamos que quando os estudantes colaboram com outros estudantes, eles provavelmente aprenderão mais do que apenas estudando individualmente (percebemos isto em um dos comentários ilustrados acima). Durante o processo de produção colaborativa, os estudantes desenvolvem senso crítico, reflexividade e conduta investigativa, sem contar na compreensão compartilhada, em termos de conhecimento escolar produzido conjuntamente.

## Conclusões

Neste trabalho, ressaltamos o uso de atividades de estudo de Física mediadas por hipermídia educacional como complemento ou até mesmo alternativa ao laboratório didático, visto que a maioria das escolas não possui um laboratório de Física em boas condições, mais a maior parte delas possui um bom laboratório de informática.

- O desafio que se apresenta é a resistência de alguns professores para utilizar estas atividades mediadas tecnologicamente como alternativa didática para a realização de um planejamento escolar. Isto se deve ao fato de que estes docentes estão acostumados com o ensino de Física baseado no livro didático, onde eles reproduzem informações prontas. Outro fator é a dificuldade com o uso da tecnologia.

Apostamos e acreditamos na iniciativa de inserir recursos educacionais hipermidiáticos no ensino-aprendizagem de Física, pois estes contribuem para a motivação escolar. Além disso, analisando os comentários dos estudantes sobre a atividade, percebemos que a utilização destes recursos aumenta o interesse e favorece a aprendizagem, pois permitem uma melhor visualização e representação dos fenômenos físicos, melhorando assim a compreensão de conceitos, princípios e leis físicas.

## Referências

ABEGG, I. et al. Aprendizagem Colaborativa em rede mediada pelo wiki do Moodle. XV Workshop Sobre Informática na Escola, 2009. Disponível em:

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http://www.sbc.org.br/bibliotecadigital/download.php?paper=1265. Acesso em: 31 mar. 2010.

ABEGG, I et al. Resolução colaborativa de problemas de Física no Wiki do Moodle . In: Atas do IV CONGRESSO NACIONAL DE AMBIENTES HIPERMÍDIA PARA APRENDIZAGEM (CONAHPA). Florianópolis/SC: 2009.

DE BASTOS, F. da P.; SOUZA, C. A. Um ambiente multimídia e a resolução de problemas de Física. In: CIÊNCIA &amp; EDUCAÇÃO. Bauru/SP: 2006. Volume 12. Número 3. Disponível em:

http://www2.fc.unesp.br/cienciaeeducacao/viewarticle.php?id=214&amp;layout=abstract. Acesso em: 27 ago. 2010.

DE BASTOS, F. da P et al. Atividades de Estudo Mediadas por Hipermídia Educacional na Iniciação à Docência em Física: Produção Colaborativa. In: Anais do VIII ENCONTRO DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO DA REGIÃO SUL - ANPED SUL. UEL. Londrina/PR: 2010. Disponível em: http://www.anpedsul.com.br/anais.php. Acesso em: 31 ago. 2010.

DE BASTOS, F. da P. et al. Mediação tecnológica livre e iniciação à docência em Física. In: 1º SIMPÓSIO DE ENSINO DE FÍSICA E DE MATEMÁTICA: PRÁTICAS DOCENTES INOVADORAS. Unifra. Santa Maria/RS: 2010.

DIAS, P. Desenvolvimento de objetos de aprendizagem para plataformas colaborativas. In: VII CONGRESSO IBEROAMERICANO DE INFORMÁTICA EDUCATIVA. Monterrey (México): 2005. Disponível em: http://www.niee.ufrgs.br/eventos/RIBIE/2004/plenaria/plen3-12.pdf. Acesso em: 31 ago. 2010.

JONASSEN, D. O uso das novas tecnologias na educação a distância e a aprendizagem construtivista. Em Aberto, Brasília, ano 16, n. 70, abr./jun. 1996.

Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência - PIBID . Disponível em: http://www.capes.gov.br/educacao-basica/capespibid. Acesso em: 31 ago. 2010.

WALVY, O. W. C. As situações-problema como facilitadoras para a aprendizagem de conceitos físicos no ensino médio. In: XVI SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA (SNEF). Rio de Janeiro/RJ: SBF, 2005. Disponível em: http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/cd/resumos/T05351.pdf. Acesso em: 27 ago. 2010.

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