hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
銅の工業電解における特異吸着アニオンと界面活性剤の相乗作用

Cuの電解精製における諸測定において、ハロゲン化物イオンと高分子添加剤の相乗効果について検討し、以下の結果を得た。1)浴中にPEGとCl^-,Br^-,I^-それぞれが共存するとCuの電析電位はPEG単独浴に比べてさらに分極し、明らかに相乗効果が認められた。分極の度合いを比較すると,Br^->Cl^->>I^-の順番であった。2)回転リング-ディスク電極の実験の結果、微量のハロゲン化物イオンを含む浴からのCu電析は、Cu^+の吸着中間体CuHal_<ad>(Hal=Cl,Br,I)を経由して進行することが予想された。このCuHal_<ad>を経由することによりCu電析が分極したと考えられる。3)電気化学インピーダンス法によりCu電析の素過程を検討した。PEG,ハロゲンイオンを,独立して添加した浴においてはCole-Coleプロットに現れる容量性半円はそれぞれ1つだけであったが,PEG,ハロゲン化物イオンが共存すると容量性半円は2つに分裂し,それぞれがCu^<2+>+e→Cu^+,Cu^++e→Cuに相当するものと思われる4)銅電解精製により得られた電析銅の表面性状をSEMにより観察した。PEGを添加することにより結晶粒が微細になり、表面が平滑になった。またさらにBr^-,I^-を添加するとある濃度までは結晶粒が微細になったが、高濃度では白い析出物が確認された。Brに関して、ESCAで調査したところ、CuBr(s)であることがわかった。5)PEGと各種ハロゲン化物イオンの相乗効果の要因として三つのものが考えられる。(1)PEG自体の吸着効果,(2)Cu^<2+>がCuHal(s)などの一価銅化合物を経由してCuとなるためにCuの還元電位が卑に移行する,(3)高分子添加剤がCu^+の吸着中間体CuHal_<ad>から金属Cuへの還元反応を抑制することである。ポテンショスタット/ガルバノスタットを用い,電解精錬用めっき浴からのCu析出の分極曲線を作成した。その際,界面活性剤(PEG・ゼラチン),ハロゲンイオン(Cl^-・Br^-・I^-)の添加量を種々変化させ,相乗効果が出現するかどうかを確認した。種々の分子量の界面活性剤を添加した結果,分子量と比例する分極挙動が観察された。界面活性剤の濃度の効果については,高濃度の方が大きな分極挙動が観察された。また界面活性剤を含まない浴にハロゲンイオン滴定し,分極挙動を測定した。ハロゲンイオン濃渡の変化に対してわずかに分極したものの効果的とはいえなかった。次に界面活性剤を一定濃度含有した浴にハロゲンイオンを滴定し,その分極挙動を測定した。界面活性剤を含まない浴と比較すると大幅に分極していた。またあるハロゲンイオン濃度までは大きく分極するが,それ以上の濃度になると分極の程度が小さくなる(極大値が存在する)ことがわかった。また極大値となるハロゲンイオン濃度はハロゲンの種類によって異なった。これらのことから界面活性剤とハロゲンイオンには独立ではない「相乗作用」があることが確認された。次に回転ディスク電極(RRDE)による銅電析の解析を試みた。銅は1価の銅イオンを経由する2段階還元によって電析する。RRDEではそれを測定することができる。一定濃度の界面活性剤含有浴に対して,所定濃度のハロゲンイオンを添加し測定を行った。ハロゲンイオン濃度が低い領域ではリング電極に現れるピークはCu^+→Cu^<2+>の酸化ピークであり,濃度に比例してピークが低下した。また高濃度領域ではCu^+→Cu^<2+>の酸化ピークよりも高い電位にピークが出現した。これはCuX_2^-→Cu^<2+>+2X^-(X:Cl,Br,I)による酸化ピークと考えられる。前回作成した電解精錬用めっき浴におけるハロゲンイオン滴定曲線によるとハロゲンイオン(Cl-,Br-,I-)の添加により界面活性剤との相乗効果により電位が大きく分極するが,ある一定量以上の添加を境に復極するという「V字型」の挙動を起こすことを見いだした。今回は電気化学的インピーダンス法(EIS)を用いてCole-Coleプロットを描画し,界面活性剤(PEG)とハロゲンイオン(Cl-)の相乗作用について検討した。ハロゲンイオン滴定曲線から以下の部分を測定点として抽出し,EIS分析を行った。A.界面活性剤・ハロゲンイオンともに添加していない浴B.界面活性剤のみ一定量添加した浴C.上記B.の浴にハロゲンイオンを添加した浴(1.浴と3.浴の中間ほどの電位を示した条件)D.上記B.の浴にV字型の挙動における電位の極大値を示したハロゲンイオンを添加した浴E.上記B.の浴に電位の極大を示したハロゲンイオン濃度よりも高濃度のハロゲンイオンを添加した浴A.浴では小さな容量性半円が1つだけ出現した。B.C.D.E.浴では大きな容量性半円が2つ出現した。ハロゲンイオンを添加していない浴(B.浴)では高周波数側の容量性半円の方が大きいのに対して,ハロゲンイオンが存在する浴(C.D.E.浴)では低周波数側の容量性半円の方が大きくなっていた。またB.C.D.E.浴においてB<C<D<Eの関係でハロゲン濃度が増加していくが,2つの容量性半円の直径の大小関係もハロゲン濃度に対応して変化した。

すなわちハロゲンイオン濃度の増加により高周波数側の容量性半円の直径は小さくなっていき,低周波数側の容量性半円の直径は小さくなった。Cuの電解精製における諸測定において、ハロゲン化物イオンと高分子添加剤の相乗効果について検討し、以下の結果を得た。1)浴中にPEGとCl^-,Br^-,I^-それぞれが共存するとCuの電析電位はPEG単独浴に比べてさらに分極し、明らかに相乗効果が認められた。分極の度合いを比較すると,Br^->Cl^->>I^-の順番であった。2)回転リング-ディスク電極の実験の結果、微量のハロゲン化物イオンを含む浴からのCu電析は、Cu^+の吸着中間体CuHal_<ad>(Hal=Cl,Br,I)を経由して進行することが予想された。このCuHal_<ad>を経由することによりCu電析が分極したと考えられる。3)電気化学インピーダンス法によりCu電析の素過程を検討した。PEG,ハロゲンイオンを,独立して添加した浴においてはCole-Coleプロットに現れる容量性半円はそれぞれ1つだけであったが,PEG,ハロゲン化物イオンが共存すると容量性半円は2つに分裂し,それぞれがCu^<2+>+e→Cu^+,Cu^++e→Cuに相当するものと思われる4)銅電解精製により得られた電析銅の表面性状をSEMにより観察した。PEGを添加することにより結晶粒が微細になり、表面が平滑になった。またさらにBr^-,I^-を添加するとある濃度までは結晶粒が微細になったが、高濃度では白い析出物が確認された。Brに関して、ESCAで調査したところ、CuBr(s)であることがわかった。5)PEGと各種ハロゲン化物イオンの相乗効果の要因として三つのものが考えられる。(1)PEG自体の吸着効果,(2)Cu^<2+>がCuHal(s)などの一価銅化合物を経由してCuとなるためにCuの還元電位が卑に移行する,(3)高分子添加剤がCu^+の吸着中間体CuHal_<ad>から金属Cuへの還元反応を抑制することである。
土壌水水質データによる水循環変動の復元に関する基礎研究

土壌水水質から水循環変動情報を抽出するための前段階として、入力としての降水の安定同位体組成の変動要因を既存データセットをもとに解析した。その結果、deuterium excess parameterが降水の起源域を、δ値が大気水輸送の経路を同定するのに利用できることが明らかとなった。また、従来指摘されていた温度や降水量による同位体組成の変化は我が国では普遍的に見られるものではなく、これらの変動の復元における同位体の利用は制約を受けることが分かった。草地圃場における微気象・土壌水文観測ならびに降水・土壌水の水質モニタリングの結果からは、土壌水は基本的に降水の安定同位体組成を保存していること、また乾燥期には変質される度合いが大きいが、その程度は土壌面からの蒸発量に依存していることが見出された。土壌水中の塩素イオン濃度の鉛直プロファイルからは、土壌水のDatingが可能であることが示され、土壌水分プロファイルとあわせて地下水涵養量の評価が可能であることが明らかとなった。以上の結果から、安定同位体組成や無機イオン濃度等の土壌水水質をトレーサーとして用いることにより、土壌ボーリングデータから、蒸発量・地下水涵養量・降水起源・大気水輸送経路などを含む水循環様式の変動を復元できることが確認され、そのための解析スキームが構築された。しかしながら、植物蒸散による土壌水水質変化に関しては不確定な要素が残され、また精密な定量的評価を行うためには解析スキームのさらなる改良が必要であることが認識された。大気-陸面間の水・熱移動の数値モデル、とくに大気状態から蒸発散量および土壌水分状態を同時推定するアルゴリズムを開発した。これまでに得られている裸地面および林地における微気象観測データを用いてその検証を行ったところ、きわめて高い、しかも場の条件に依存しない普遍的な有効性が示された。また、その過程で、樹液流速の測定法の問題点が明らかになりその改良法を提案した。他方、既存の降水同位体データをもとにした解析により、中緯度湿潤地域における降水同位体組成の変動プロセスを、従来よりも高い時空間分解能で明らかにした。これにより、水素と酸素の安定同位体比から導かれるd-パラメータから温度情報が、水素・酸素安定同位体比そのものからは降水の量と起源に関する情報が、それぞれ抽出できることが高い精度で示された。また今年度新たに広島大学構内の草地圃場において、詳細な微気象・土壌水文観測と定期的な降水・土壌水の無機イオン・安定同位体比の測定を開始した。今後は、大気-陸面間の水・熱移動と降水同位体比形成のモデルに土壌内部での水質変容モデルを加え、これらを逆問題に適用することにより、土壌水水質をトレーサーとした水循環変動の復元モデルの開発を行い、草地圃場データを用いて高精度な検証を実施してゆく予定である。
難治性てんかん由来のGABA動性神経細胞を用いた細胞間情報伝達機構の体系的な解析

難治性てんかんの一つであるドラベ症候群は、電位依存性Na+チャネルNav1.1のαサブユニットをコードするSCN1A遺伝子に変異が認められる。一方Nav1.1は、GABA作動性神経に発現していることが知られている。従ってドラベ症候は、Na+チャネルの機能低下に伴うGABA作動性神経の機能低下と考えられている。しかしながら、本疾患におけるGABA作動性神経の細胞間情報伝達機構に関する具体的な解析は行われていない。本研究は、未だ不明なGABA作動性神経の細胞間情報伝達機構を詳細に解析する事により、ドラベ症候群に対する治療薬の探索基盤を作ることを目的としている。
グルーコードを削減するモジュールのバインド方式に関する研究

手続き型のプログラミング言語を用いたソフトウェア開発では、通常、モジュールを相互に連携させるための手続き(グルーコード)を書き加える必要がある。本研究では、オブジェクト指向開発で用いられているデータバインディングの機能を手続き型言語で利用するための仕組みを提案した。この仕組みを用いるとグルーコードを記述せずにモジュールの連携が可能であり、ソフトウェアの部品化を進め、バグの低減を図ることができる。従来から提案していた、手続き型言語のモジュールを結合するための静的な機構であるタップについて、C言語を対象として実装を行った。また、ソフトウェア開発に適用を試み、評価を行った。その結果、提案していた通りの機能が実現できていることを確認した。しかし、静的な機構としたための制約によって、実際のソフトウェア開発に適用する上での難点が存在することが明らかとなった。具体例をあげると、タッチセンサ付き液晶ディスプレイを制御する組込みシステムを対象に行った開発実験において、スクリーン上のボタン領域の数を動的に変更するアプリケーション開発に、静的なタップでは十分に対応ができなかった。なお、この実装の詳細は京都産業大学論集にて公開している。この結果から、静的な機構を用いたバインド方式には限界があることが判明したため、動的に利用可能な機構を新たに提案するに至った。この機構をcovalと呼ぶ。covalは共有可能な変数とコールバック関数を組み合わせた構造体として実装される。同じ型の変数を持つcoval同士はバインド操作によってそれらの値を共有することができる。あるモジュールが共有変数の値を変更した際には、登録しておいたコールバック関数が起動され、他のモジュールを活性化することができる。また、バインドしないcovalは通常の変数と同じように扱うことができるため、複数のモジュールを連携させる際に、バインド操作以外のコード記述を低減させることが可能である。このような機能を持つcovalをC言語上で実装し、パソコン、およびOSの存在しない組込みシステム環境において動作することを確認した。coval機構の概要と使用例に関しては、情報処理学会ソフトウェア工学研究会にて公表している。本研究では、手続き型言語のモジュールを相互に連携可能なバインド機構としてcovalを新たに提案している。covalはモジュール間で共有される値を保持し、同時に、値が変更された場合には関連づけられたコールバック関数を呼び出す機能を備えている。手続き型言語のモジュール間の連携の仕組みとしてcovalを用いることにより、既存のソースプログラムの書き換えやグルーコードの追加を抑えることが可能となり、ソフトウェア開発の生産性向上が期待できる。平成23年度においては、組込みシステム開発へのcovalの適用手法について検討を行った。組込みシステムの分析・設計では、現在でも構造化モデリング手法が広く利用されている。そこで、システム分析で用いられるデータフロー図(DFD)にcovalが記述できるように記法を拡張した上で、小規模ないくつかのシステム設計を試みた。その結果、複数のプロセス間で共有される値が存在する場合、データフローの代わりにcovalを利用してシステム分析を進めることができることが判明した。構造図への変換、さらにcovalを利用するソースプログラムの記述も容易に行うことができる。この成果は、covalを実際のシステム開発に利用するための手法を提案したという点に意義がある。さらに、広く利用されている開発手法の拡張によってcovalを利用したシステム開発が可能になるという事実は、既存のソースコードにcovalを導入することも、同様に容易であることを示しており、手法の実用性の観点から重要である。オブジェクト指向ソフトウェア開発では、オブジェクトのプロパティを相互に結合(バインド)させることによって、ソースコードを書き換えることなく、ソフトウェアの構成を変更する手法が用いられるようになっている。この手法はデータバインディングと呼ばれる。データバインディング自体はオブジェクト指向の概念と直接関係しているわけではないが、C言語をはじめとする手続き型言語に適用可能なバインド機構の提案はこれまでにない。本研究では、C言語の複数のモジュール間でデータバインディングを実現するための機構としてcovalを提案した。covalは、モジュール間で共有される値を保持し、値の更新を契機としてモジュールの持つ手続きを呼び出す。covalを利用してモジュール間の関係を変更したり、新たなモジュールを追加する際、既存のモジュールのコードを書き直す必要はない。従って、システム改変時にバグが潜みやすいグルーコードを直接削減することが可能となる。C言語でプログラムを記述することの多い組込みシステム等で利用することができる。本研究ではcovalの実装を行い、実際の組込みシステム環境で、ソースコードの書き換えなしにモジュール間の関係を変更できることを示した。本研究ではさらに、構造化モデリング手法を対象として、システム設計の段階からcovalを利用するための方式についても論じた。C言語によるシステム開発においてもデータバインディングの考え方が有用であることを明らかにしたという点で研究の意義は大きい。この研究成果は情報処理学会論文誌に掲載されることが決まっている。なお、covalのソースコードおよびマニュアルはWebで公開している。提案したバインド機構が、研究レベルにとどまらず、実際の組込みソフトウェア開発に利用できることを示すことができた。一方、対外的な成果の公表という面では十分とは言えない。24年度が最終年度であるため、記入しない。

さまざまな動作環境で利用できなければ、covalを利用したモジュールをソフトウェア部品として活用することはできない。現在のcovalはマルチスレッド環境での動作について考慮されていないため、共有変数の相互排除、およびコールバック関数の実行頂序の制御について検討を行う。ただし、このことによってcoval自体の構造が複雑になったり、動作のオーバーヘッドが増加したりするのでは組込みシステムでも利用できるという利点が損なわれる。このようなトレードオフに十分留意しながら研究を進める予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
熱エネルギーを電気エネルギーに変換する分子機構の動的解明

本研究ではX線1分子動態計測法を用いて、生体で熱エネルギーが電気エネルギーに変換される際の分子機構を解明することを目指す。X線1分子動態計測法では高い時間空間分解能で生体分子の分子揺らぎや構造変化を捉えることができる。温度刺激を電気信号に変換する温度センサー蛋白質を観測対象として、温度によってどのように蛋白質分子の機能が活性化されるか、動的な側面から明らかにすることを目指す。
地域包括ケアを支えるケアネットワークの研究

本研究は、実態が不明確だとされる「地域包括ケアシステム」の地域ケアネットワークを実証的に解明しようとする研究である。本研究では、高齢者福祉サービスを幅広く提供する社会福祉法人の実践を調査し、地域ケアネットワークの分類を行うことによりモデル化に向け、基本概念の整理を行う。ケーススタディと半構造化インタヒ&#12441;ューを行い、分析にはAging in Place(エイジング・イン・プレイス)の構成概念を使用する。
「集積型金属錯体」研究の総括

本領域の研究目的は,集積型金属錯体の合理的合成法の確立・新しい機能の開発およびその理論的研究を推進し,光,電荷,スピンという金属錯体に特有な性質を集積系で展開することにより画期的な次世代型新物質の創製を行うことである.4年間にわたり,延べ119名にのぼる班員によって研究が行われ,以下に代表される成果を得た.1.特異な機能,性質を示す新物質の合成:(1)分子磁性錯体(構造確定物質中で最高の磁気転移温度(Tc=71K)を示すフェリ磁性体錯体単分子磁石となる四核キュバン骨格の鉄(II)錯体);(2)機能性錯体(光記憶素子となるフォトクロミズムを示す銀(I)-チエニルエテン錯体,ゼオライト大幅に越えるメタンガス吸着能を示す二次元配位高分子錯体,著しく大きい3次非線形光学定数を与えるハロゲン架橋擬一次元金属錯体;(3)超分子錯体(エレクトロクロミズムを示す長鎖π-共役系配位子の集積型金属錯体,溶媒により集積状態をコントロール可能なナノサイズ超分子白金錯体;(4)金属錯体系分子性導体(世界初の中性単一分子金属,1軸性ひずみの下でのみ超伝導を示す金属錯体系分子性導体,強磁性相互作用と金属伝導とが共存する金属錯体).2.新現象の発見:(1)赤外スペクトルの線形解析による高速分子内電子移動速度の評価法の開発;(2)様々な光誘起相転移現象(光誘起スピン転移,光誘起原子価転移等)の発見;(3)新しいタイプの相転移である電荷移動相転移の発見.3.機能化,集積化手法の開発:(1)光やプロトン応答による混合原子価状態の機能化;(2)固体表面や金クラスター微粒子上への金属錯体の集積化4.理論計算:(1)金属錯体の理論計算に有効な強相関用ハイブリッドDFT(HDFT)法の開発;(2)多核錯体における単分子磁石、スピンゆらぎ超伝導の理論的研究.本領域の研究目的は,集積型金属錯体の合理的合成法の確立・新しい機能の開発およびその理論的研究を推進し,光,電荷,スピンという金属錯体に特有な性質を集積系で展開することにより画期的な次世代型新物質の創製を行うことである.4年間にわたり,延べ119名にのぼる班員によって研究が行われ,以下に代表される成果を得た.1.特異な機能,性質を示す新物質の合成:(1)分子磁性錯体(構造確定物質中で最高の磁気転移温度(Tc=71K)を示すフェリ磁性体錯体単分子磁石となる四核キュバン骨格の鉄(II)錯体);(2)機能性錯体(光記憶素子となるフォトクロミズムを示す銀(I)-チエニルエテン錯体,ゼオライト大幅に越えるメタンガス吸着能を示す二次元配位高分子錯体,著しく大きい3次非線形光学定数を与えるハロゲン架橋擬一次元金属錯体;(3)超分子錯体(エレクトロクロミズムを示す長鎖π-共役系配位子の集積型金属錯体,溶媒により集積状態をコントロール可能なナノサイズ超分子白金錯体;(4)金属錯体系分子性導体(世界初の中性単一分子金属,1軸性ひずみの下でのみ超伝導を示す金属錯体系分子性導体,強磁性相互作用と金属伝導とが共存する金属錯体).2.新現象の発見:(1)赤外スペクトルの線形解析による高速分子内電子移動速度の評価法の開発;(2)様々な光誘起相転移現象(光誘起スピン転移,光誘起原子価転移等)の発見;(3)新しいタイプの相転移である電荷移動相転移の発見.3.機能化,集積化手法の開発:(1)光やプロトン応答による混合原子価状態の機能化;(2)固体表面や金クラスター微粒子上への金属錯体の集積化4.理論計算:(1)金属錯体の理論計算に有効な強相関用ハイブリッドDFT(HDFT)法の開発;(2)多核錯体における単分子磁石、スピンゆらぎ超伝導の理論的研究.(1)総括班会議の開催:研究方針,研究実施計画,予算配分・執行に関する打ち合わせ.第1回(仙台,平成10年6月17日),第2回(京都,平成10年6月17日),第3回(福岡,平成11年1月22日)(2)研究会の開催(a)平成10年度スタートアップ会議(仙台,平成10年6月15-17日):研究実施班員82名全員による研究計画概要の発表.(c) A01/A02合同班会試(京都,平成10年11月20-21日):「集積型金属錯体の合成」研究会.(d)公開シンポジウム平成10年度研究成果報告会(福岡,平成11年1月21-22日):2件の招待講演を含む11件の講演,並びに研究実施班員全員の研究成果報告発表.(3)出版物の発行(a)広報,ニュースレター:第1号(班員名簿・班員の研究概要,平成10年6月),第2号(ニュースレター,平成10年9月),第3号(ニュースレター,平成11年1月).(c)平成10年度研究成果報告書(平成11年2月)

(1)総括班会議の開催:研究方針,研究実施計画,予算配分・執行に関する打ち合わせ.第1回(東京,平成11年6月26日),第2回(京都,平成11年11月30日),第3回(大阪,平成12年1月24日)(2)研究会の開催(a)平成11年度研究計画発表会(東京,平成11年6月24-26日) :研究実施班員79名全員による研究計画概要の発表.(b)A03/A05合同班会議(和光市,平成11年8月16-17日).(c)A04班会議(北海道,平成11年9月27日).(e)公開シンポジウム平成11年度研究成果報告会(大阪,平成12年1月24-25日) :2件の招待講演を含む12件の講演」,並びに研究実施班員全員の研究成果豊国発表.(3)出版物の発行(a)広報,ニュースレター:第4号(班員名簿・班員の研究概要,平成11年6月),第5号(ニュースレター,平成11年9月),第6号(ニュースレター,平成12年3月).(c)平成11年度研究成果報告書(平成12年3月)(1)総括班会議・班長会議の開催:研究方針,研究実施計画,予算配分・執行に関する打ち合わせ.第1回(札幌,平成12年7月1日,第2回(東京,平成12年8月12日),第3回(岐阜,平成13年1月16日)(2)研究会の開催(a)平成12年度研究計画発表会(札幌,平成12年6月30日-7月1日):研究実施班員77名全員による研究計画概要の発表.(b)「集積型金属錯体の合成に関するシンポジウム」(熱海,平成12年10月28-29日).(c)「機能発現をめざした集積型金属錯体の設計戦略」(那覇,平成12年11月11日).(d)D.H.Buschアメリカ化学会長,H.Taube教授講演会(仙台,平成12年9月25日)(e)公開シンポジウム平成12年度研究成果報告会(岐阜,平成13年1月15-16日):2件の招待講演を含む9件の講演,並びに研究実施班員全員の研究成果報告発表.(f)研究会「ナノ金属錯体の展望」〔東京,平成13年2月3-4日):21件の講演(g)研究会「新世紀の錯体化学」(札幌,平成13年2月17-18日):15件の講演(3)出版物の発行(a)広報,ニュースレター:第7号(班員名簿・班員の研究概要,平成12年6月),第8号(ニュースレター,平成12年9月),第9号(ニュースレター,平成13年3月(予定)).(b)講演要旨集:「集積型金属錯体の合成に関するシンポジウム」講演要旨集(平成12年10月),「機能発現をめざした集積型金属錯体の設計戦略」講演要旨集(平成12年11月),「平成12年度研究成果報告会・公開シンポジウム」講演要旨集(平成13年1月)(c)平成12年度研究成果報告書(平成13年3月)(1)総括班会議・班長会議の開催(1):研究方針,研究実施計画,予算配分・執行に関する打合せ第1回(東京,平成13年6月30日),第2回(仙台,平成13年12月13日),総括班会議・班長会議の開催(2):次年度予定されている成果とりまとめの打ち合わせ,(大分,平成14年1月25-26日)(2)研究会の開催(a)平成13年度研究計画発表会(東京,平成13年6月29日-30日):研究実施班員名全員による研究計画概要の発表〔参加者48名〕.(b)国際シンポジウム「集積型金属錯体における共同現象」(大阪,平成13年11月15-17日,参加者:222名〔内外国人参加者13名〕).(c)公開シンポジウム平成13年度研究成果報告会(仙台,平成13年12月11-13日):1件の招待講演を含む25件の講演およびポスター発表53件(参加者95名).(d)「集積方金属錯体研究の総括と展望」(仙台,平成14年1月30-31日).
担癌時に認められるインスリン抵抗性の機構の解明

本研究ではこれまで解明できなかった担癌時に認められるインスリン抵抗性の原因をインスリン依存性グルコーストランスポーターの制御機構から解明し、いかにすれば担癌生体の全身状態を改善することができるか?を最終目的とし、1.癌患者におけるインスリン抵抗性の病態の解明2.インスリン抵抗性により惹起された耐糖能異常時のインスリン依存性グルコーストランスポーターの役割から検討し以下の結果を得た。結果(1)これまで約50例の担癌患者に対するeuglycemic hyperinsuinemic glucose calmpの検討でほとんどの症例でインスリン抵抗性が存在すること、これは病態のstageとは相関しないこと、体重減少とも関連せず、腫瘍依存性の変化であることが判明した(95年日本外科学会採用発表予定)。インスリン抵抗性の顕著な例ではinterleukin-6が上昇していたが、中等度、軽度な例での上昇は見られず、このcytokineがインスリン抵抗性発現と関連するか否かに関しては今後更に検討する(投稿中)。(2)MCA担がんFischer ratの脂肪組織のインスリン刺激時の糖輸送活性は著明に減少し又、細胞膜上のグルコーストランスポーター(GLUT4)は悪液質状態では著明に減少している。この減少は細胞内プールの減少及び細胞内から細胞膜へのtranslocationでの障害によるもので、control ratではインスリン刺激により有意に増加するが担癌ratではこの上昇が抑制されていることがあらたに判明した(95年日本癌学会発表予定)。(3)人癌の約25%にGLUT4が発現している事を確認、これはインスリン抵抗性発現の有無(euglycemic hyperinsulinemic glucose clampのM値)とは関連せずこれらの症例ではインスリンを投与し強制的に栄養補給すると生体の栄養補給とはならず癌の発育をより助長する可能性のあることが新たに判明した(95年American Association for Cancer Reseach採用発表予定)。現在検討中及び今後の発展(1)肝細胞におけるGLUT1、2の発現を確認した。現在糖新生系及び解糖系の律速酵素の変動とGLUT発現との関連を組織、生化学的に検討中である。(2)人骨格筋及び心筋においてもGLUT2&4の発現を認めインスリン抵抗性の有無による差を現在検討中である。(3)インスリン受容体と刺激伝達系の機構にも着手しており今年度更に研究を継続して結果を得たいと考えている。1.担癌患者におけるインスリン抵抗性の解明これまでの結果では早期の担癌患者でも既にインスリン抵抗性が出現しており、これは体重減少の有無には、相関しないことが判明した(Surgeryに採用、掲載予定)アミノ酸代謝には有意な変化は認められず、insulin resistanceのdifferential effectsが証明できると考えている。(癌学会に投稿予定)3.臨床例での標本は現在蓄積中であるが、各分画の分離は、比較的良好に得られている。4.膵臓のalpha cell、beta ceilに異なったglucose transporterが存在することを、新たに発見した(伊藤)15EA08:上記のごとく、予定している実験は、比較的smoothに開始されている。予定していた卓上超遠心機が昨年納入されたので、今後膜分画の分離が容易となった。

一時、これまで継代していた癌腫を失い、再度保存細胞を起こしていたため、実験が遅れたが、4月より本実験の準備に取り掛かっている。臨床例でのインスリンレジスタンスの検討は順調に症例を蓄積しつつある。
森林施業が人工林の炭素吸収・蓄積量に与える影響の客観的評価法の開発

本研究では、地上レーザーを用いて、森林の三次元構造を計測し、森林の生産量推定に必要な様々なデータを抽出することに成功した。地上レーザーの三次元データから樹木の形状を計測する解析手法として、ニューラルネットワークの手法を応用し、測定誤差2cm以内で幹直径を、誤差50cm以内で樹高を推定するアルゴリズムを開発した。幹の判別率は95%以上であった。これによって、人が現場で計測するのと同じ精度で地上レーザーによる計測ができるようになったため、観測者による誤差の少ない客観的な森林計測が可能となる。初年度は東京都狭山丘陵の落葉広葉樹林および信州大学演習林の70年生ヒノキ人工林において、地上LiDARによる計測を行った。データを3次元画像化し、森林構造の可視化を実施した。また、点郡得られたデータから幹の材積などを抽出するアルゴリズムの開発に着手した。抽出した値を確認するために、樹木登攀を行い、幹直径を直接測定した。今年度は前年までの2年間で取得した、様々な林分や樹木個体を対象とした地上LiDARデータから、材積や林分生産量、林内光環境などの各種パラメーターを抽出するための、解析と検証するための現場データの取得を行った。単木レベルでは、LiDARで取得した樹形データをもとに、樹木の光合成生産を計算することを目的として、樹木一次枝構造を基礎として樹木や森林を再現し,その中で一次枝・個体・森林の光合成を計算するコンピュータシミュレーションモデルを作成した。高齢スギ人工林(90および140年生)では、地上部一次生産量(ANPP)を測定し、施業の効果や二次林化が物質循環に及ぼす影響を検討した。高齢ヒノキ林(100年生)では、樹冠部の光合成生速度の理論的最大値の推定を行った。2012年夏期にカナダフォートスミスで樹高の異なるjack pineおよびquaking aspen林のプロットでレーザー計測を行い、各プロットでの地形図、樹木位置図を作成した。さらに単木単位での樹木レーザーデータを抽出し、抽出したデータにラッピング法でラッピングした樹冠形状を作成し、樹冠形状から3/2乗則による樹木競争の影響を検討した。今年度は信州大学手良沢山演習林の20年生ヒノキ人工林、龍谷大学龍谷の森の広葉樹二次林および九州大学福岡演習林のスギ林、カナダ北部のトウヒ林においてレーザー測量を行った。人工林では現存量と材積量の推定を、二次林ではタワー上に測定機を設置し、樹冠部のデータの稀薄性を補った。また、カナダでの測量データからは一斉林の自己間引き過程における樹冠フラクタル係数の変化を追う。来年度、それぞれの解析に必要なデータ抽出を行う予定である。悪天候により九州大学宮崎演習林および千葉県のスギ人工林での測定ができなかった。このため、一部研究費を繰り越した。25年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の遅れを取り戻すかたちですべての計測を終了した。来年度は九州大学および千葉県での測定に加えて、龍谷大学での測定を行い、様々な森林タイプにおいて、3次元構造データを取得する。25年度はレーザー測量によって得られた、点郡データから必要な解析データを抽出する解析を行うとともに、測量結果の公表と成果発表を精力的に行う。
未治療進行非小細胞肺癌における治療前腫瘍量とPD-1阻害薬治療効果の関連性

進行再発非小細胞肺癌において、実際の治療データに加えて、治療前の臨床検体を用いた腫瘍組織免疫染色や免疫関連遺伝子発現解析により、腫瘍量と腫瘍免疫活性の関連性を明らかにすることを目的とする。これにより、腫瘍量の過多が腫瘍免疫や実際の治療効果に与える影響が明らかとなれば、それに対する克服策を提案し、治療戦略の最適化に繋がることが期待される。
口腔扁平上皮癌におけるNa+-K+ ATPaseの機能解析

口腔癌治療は、外科療法・放射線療法・化学療法の集学的治療が標準治療であるが、審美性や機能性の温存という見地から外科療法による十分な切除範囲を設定することが困難な場合も多い。そのため化学療法の重要性は高く、新薬の開発が期待されている。現在、その開発は癌細胞の生物学的特性に基づいた分子標的薬が主流となっている。現在までに様々な癌に対して数多く開発され、ある種の癌腫に特異的、顕著な効果を示すものが確認されたがも、口腔扁平上皮癌に対して効果を示す特異的な分子標的治療薬の報告は少ない。われわれは分子標的治療阻害剤キットを使用し、分子標的治療剤の効果を網羅的に解析したところ、9種類の口腔扁平上皮癌細胞株に対してNa+-K+ATPase阻害剤が全ての口腔扁平上皮癌細胞株で顕著な効果を認めた。すなわち、口腔癌の分子標的治療薬としてNa+-K+ATPaseの阻害剤が有効である可能性が示唆された。さらにわれわれは口腔扁平上皮癌由来細胞株であるSAS細胞においてNa+-K+ATPaseの阻害剤の一つであるSanguinarineの抗腫瘍効果を確認したところ、濃度依存的に増殖・浸潤抑制効果を認めた。しかし細胞外基質における接着性においては著明な抑制効果を示さなかった。またCaspase3/7の活性化、PARPの断片化、および核DNAの断片化を惹起し、Apoptosis関連タンパクであるBcl-2の減少、Baxの増加を認め、著明なApoptosis誘導効果を示した。この結果より、Sanguinarine Na+-K+ATPaseの阻害剤が口腔扁平上皮癌に対する新たな治療薬になりうることが示唆された。[要旨]分子標的治療薬は癌細胞に特異的に作用するため、従来の化学療法に比べ、効果的で副作用の少ない治療と言える。そのため、新たな化学療法薬として近年注目されており、いくつかの分子標的阻害剤が臨床応用で一定の効果を上げている。われわれは、190種類の分子標的阻害剤を網羅的に解析できる分子標的阻害剤キットを用い口腔扁上皮癌細胞に対するスクリーニングテストを行ったところ、ATP合成酵素であるNa+-K+ATPaseで多くの癌細胞に対して特異的な抗腫瘍効果を認めた。そこで、本研究において口腔癌組織または細胞のNa+-K+ATPaseの発現と機能を解析するとともに、抗腫瘍効果におけるNa+-K+ATPaseの役割を評価し、これを標的とした新たな口腔癌の治療や予後因子として貢献できるかどうか検討する[研究の目的]口腔癌の治療は、症例に応じ様々な方法で用いられており、大部分では手術療法が中心に行われている。しかし、口腔癌の治療は根治だけでなく形態的・機能的な温存もまた重要である。口腔癌は病変への直視、直達が行い得ることから、分子標的治療の適応になると考えられる。その分子標的治療薬は、癌細胞に対し特異的に作用し副作用も少ないことから、新たな化学療法薬として注目されている。分子標的治療薬は数多く存在し、様々な癌に対して特異的な効果を示しているが、口腔癌に対して特異的な分子標的治療薬の報告は少ない。我々は分子標的治療阻害剤キットを用い、9種類の口腔扁平上皮癌細胞株に対して190個の阻害剤の抗腫瘍効果についてスクリーニングテストを行ったところ、Na+-K+ATPaseの阻害剤において9種類全ての口腔扁平上皮癌細胞株で顕著な効果を認めた。

現在、その開発は癌細胞の生物学的特性に基づいた分子標的薬が主流となっている。現在までに様々な癌に対して数多く開発され、ある種の癌腫に特異的、顕著な効果を示すものが確認されたがも、口腔扁平上皮癌に対して効果を示す特異的な分子標的治療薬の報告は少ない。われわれは分子標的治療阻害剤キットを使用し、分子標的治療剤の効果を網羅的に解析したところ、9種類の口腔扁平上皮癌細胞株に対してNa+-K+ATPase阻害剤が全ての口腔扁平上皮癌細胞株で顕著な効果を認めた。すなわち、口腔癌の分子標的治療薬としてNa+-K+ATPaseの阻害剤が有効である可能性が示唆された。さらにわれわれは口腔扁平上皮癌由来細胞株であるSAS細胞においてNa+-K+ATPaseの阻害剤の一つであるSanguinarineの抗腫瘍効果を確認したところ、濃度依存的に増殖・浸潤抑制効果を認めた。しかし細胞外基質における接着性においては著明な抑制効果を示さなかった。またCaspase3/7の活性化、PARPの断片化、および核DNAの断片化を惹起し、Apoptosis関連タンパクであるBc1-2の減少、Baxの増加を認め、著明なApoptosis誘導効果を示した。
ショウジョウバエ聴覚系を用いた新規短期記憶モデルの開発と応用

ショウジョウバエの聴覚行動実験を大規模に進めるため、画像解析を利用して行動結果を自動で解析できるソフトウェアChaINを開発し、公開した。これを利用して、異なる音への応答行動を定量化した結果、連続音と断続音との切り替わり時に、行動変化が瞬時に起こることがわかった。この瞬時の行動切り替えは、短期記憶の変異体として知られるアデニル酸シクラーゼ欠損個体でも観察された。よって、音の違いを判別する神経機構はアデニル酸シクラーゼに依存しないことが示された。以上、本研究により、音の差を識別する神経機構を解析する優れた実験モデルとして、ショウジョウバエ聴覚系を用いた短期記憶モデルを新たに確立することができた。動物は時系列で変化する刺激の配列を短期間記憶することができる。しかし、このような「時間要素を含む短期記憶」を成立させる神経回路・分子機構は未解明である。この解決のため、本研究では申請者が独自に整備した「ショウジョウバエ聴覚行動実験系」を新規モデルとして提案した。今年度は、2種類の時間パターンを持つ音の異同を識別する時間窓を同定する目的で、パルス音と無音の時間的切り替わりの様式を体系的に改変した人工音を用いた聴覚行動解析を行った。その結果、無音時間の長さが聴覚行動量と相関することが示唆された。ショウジョウバエの脳では、数秒スケールという時間単位で音を弁別していることが示された。また、時間パターンの異なる音パルス群の識別を担う分子基盤を解明する目的で、短期記憶を含めた記憶の成立に必要とされるcAMP/PKA情報伝達経路に関わる遺伝子群の変異体を用いた聴覚行動解析を行った。その結果、変異体では、野生型個体と比較して異なる時間パターンの音弁別能が低下していることが示唆された。これにより、cAMP/PKA情報伝達経路が、音を識別するしくみに関わっている可能性が示された。動物は、時事刻々と変化する刺激の配列情報を、短期間の間、記憶(保持)することができる。しかし、このような「時間要素を含む短期記憶」を成立させる神経回路・分子機構の解明は、あまり進んでいない。この解決のため、本研究では申請者が独自に整備した「ショウジョウバエ聴覚行動実験系」を新規モデルとして確立し、その神経機構を解明することを目的とした。今年度は、これまでに本申請者らが独自に開発した、聴覚行動出力を定量的に自動解析できるソフトウェア「ChaIN」(Yoon et al, 2013)を利用して、多様に改変した人工音に対する行動出力量の時間変化のモデル化に取り組んだ。音刺激の量と行動量変化との相関を解析することで、時系列に沿った情報を短期貯蔵するシステムの内部構造の理解を進めた。また、このモデルを実装している神経回路実体を同定する目的で、脳内部での聴覚神経回路地図の作成を進めた。約16600種類のGAL4系統をスクリーニングして得られた34系統を解析に利用することで、二次聴覚神経細胞群をほぼ網羅した回路地図を作成した。以上の研究成果により、音情報のような、時間要素を含む短期記憶が貯蔵される場を絞り込むことができた。そこで次に、細胞群特異的にGAL4を発現するショウジョウバエ系統を用いて神経伝達を阻害するタンパク質を発現させる、という方法を用いて特定の二次聴覚神経細胞の伝達を遮断した個体を遺伝学的に作成し、聴覚行動を解析した。しかし、これまでの解析からは、音情報の短期記憶が阻害された個体は得られなかった。音情報の記憶は、単一種類の神経細胞だけではなく、複数種類の細胞群に分散してコードされている可能性がある。昨年度までの解析から、ショウジョウバエにおける音情報の記憶は、単一の神経細胞だけでなく、複数種類の細胞群に分散されてコードされている可能性が示された。そこで最終年度では、高次聴覚経路を形成する神経細胞群を網羅的に同定、解析することで、音の時間パターンを認識する神経回路同定の絞り込みを行った。二次聴覚神経細胞を標識するショウジョウバエGAL4系統群を追加でスクリーニングしたところ、予想に反して、特異的な標識パターンを示す系統はごく少数しか得られなかった。しかしこれらの系統を用いて、特定の二次聴覚神経細胞の機能を阻害した個体の作成は可能であったため、これらについて聴覚行動における阻害効果を解析することにした。まずは野生型において、聴覚記憶行動の時系列変化を解析した結果、聴覚記憶行動は時定数の異なる2つの要素から形成されることを発見した。今後特定の二次聴覚神経細胞の機能を阻害した個体の行動解析を進めることで、音認識機構の成立基盤を解明できることが強く期待される。「時間要素を含む短期記憶」の成立基盤を理解するためには、優れた実験系の確立が必要不可欠である。

本研究計画において私たちは優れた実験系の確立に取り組み、ショウジョウバエの聴覚システムを利用した行動実験の手法を確立することができた。また、「時間要素を含む短期記憶」を介して理解されると想定される音の時間パターンの認識機構の神経基盤を提供する、聴覚神経回路の同定が進展した。以上の成果により、本研究は、おおむね順調に進展していると評価できる。神経科学今後も引き続き、ショウジョウバエの聴覚システムを実験モデルとした研究を進める。本研究計画において確立した、「時間要素を含む短期記憶」の成立基盤を理解するため行動実験の手法を利用して、音の時間パターンを認識する神経回路機構の解明を行う。具体的には、これまでに同定した聴覚神経細胞群のそれぞれを機能改変が、音認識へどのような影響を与えるかを解析する。光遺伝学や神経伝達を阻害する毒素の発言を時空間的にコントロールすることで、特異的な細胞や時期での機能改変を行う。このように作成したショウジョウバエ個体を用いて、様々な人工音に対する聴覚行動の時間変化を解析することで、「時間要素を含む短期記憶」としての音認識機構が、どのような神経細胞の組み合わせで成立しているかを解明する。実験系格に予定していた研究項目を、おおむね順調に推敲している。実験材料としてのショウジョウバエ系統のスクリーニングを進めた結果、当初の想定よりも少ない数の系統を選出し、実験を進めた。そのため、ショウジョウバエの維持にかかる費用が少なくて済んだ。ショウジョウバエの脳では、数秒スケールという時間単位で音を弁別していることがこれまでに示された。今後はこの機構を担う責任神経回路や分子の探索を進める。また、音を識別するしくみに関わっている可能性が示されたcAMP/PKA情報伝達経路に関して、どの神経細胞群でどのように機能しているかを解明する。オーストリアのストックセンターが保有するショウジョウバエ系統群を新たにスクリーニングすることで、さらに多くのショウジョウバエ系統を選別し、実験に用いることを予定している。そのため、今後は維持する系統数が増加することが予想され、その維持のための費用に使用する予定である。顕微鏡用の対物レンズの選定に時間がかかり、年度内の購入が行えなかった。今年度、顕微鏡の対物レンズを購入する予定である。
腎糸球体の〓過機能における糸球体上皮細胞の役割〓新しいモデル系の検討

1.抗ジペプチジルペプチダーゼIV(DPPIV)抗体をラットに投与すると、補体や白血球に非依存的に蛋白尿が起きる。DPPIVは血清、糸球体の両方に存在するため、免疫複合体(IC)の糸球体への沈着の機序として、糸球体におけるcirculating ICのトラップあるいはin situ ICの形成のどちらも起きる可能性がある。そこで抗DPPIV抗体による蛋白尿の機序を明らかにするために組織化学的方法などを用いて検討した。その結果、抗DPPIV抗体が糸球体上皮細胞(GEC)の膜上にある抗原に1接結合することによって蛋白尿が起きることが明らかになった。2.DPPIVは接着因子としても機能すると考えられていることから、in vivoにおける抗DPPIV抗体の作用としてGECの接着阻害が推測される。この可能性を検討するため、培養GECを用いた実験を行った。その結果、抗DPPIV抗体はコラーゲンコートしたシャーレに対するGECの接着を阻害することが示され、抗DPPIV抗体投与による蛋白尿はGECの糸球体基底膜への接着の阻害による可能性が示された。これらの結果は、糸球体〓過の維持における糸球体上皮細胞の重要性を示すと考えられる。3.微少変化群ネフローゼ及びそのモデルであるラットPAN腎症においては、糸球体血管壁の陰性荷電が減少する。PAN腎症では糸球体上皮細胞膜上の主要シアル酸含有糖蛋白質(ポドカリキシン)のシアル酸が減少することが報告されている。そこで培養GECにPANを作用させたところ、培養GECのポドカリキシンのシアル酸は、PANの添加により減少することが明らかになった。このことから、PANはin vivoにおいてもGECに直接に作用してその糖代謝などを阻害し、蛋白尿のひとつの原因となる可能性が示された。1.たんぱく尿のモデル系としての培養糸球体上皮細胞抗ジペプチジルペプチダーゼIV(DPPIV)抗体投与による蛋白尿の実験モデルの標的となっている細胞は糸球体上皮細胞である。この蛋白尿の機序を培養細胞を用いて解析するにはDPPIVを発現している糸球体上皮細胞が必要であった。これまでも申請者は培養糸球体上皮細胞を用いて研究を行ってきたが、その細胞はDPPIVをごくわずかしか発現していなかった。そこで、今回はDPPIVを多量に発現している培養糸球体上皮細胞を探索し、その継代培養(GEC/H)に成功した。次に、抗DPPIV抗体のGEC/Hに対する影響を見る最初の実験として、GEC/Hの細胞接着を調ベた。GEC/Hをあらかじめ抗DPPIV抗体とプレインキュベーションし、これをコラーゲンコートしたシャーレにまいたところ、抗体を加えていないものに比ベ細胞の接着が抑制された。現在さらに、GEC/Hのバリアー能に対する同抗体の影響を調ベている。糸球体上皮細胞のバリアー能に対するIL-1の影響を調ベたが、有意な変化は観察されなかった。2.糸球体上皮細胞と血管内皮細胞との比較糸球体上皮細胞のバリアー能との比較のために、ラット大動脈血管内皮細胞(RAEC)の培養を行いそのバリアー能を測定した。その結果、コンフルエントになったRAECはFITC-デキストラン(MW:35.6kD)に対してバリアー能を示した。しかし、その程度はGECに比ベて弱く、GECが0.1%/4h以下の漏れしか示さないのに対し、RAECは3-4%の値を示した。またRAECの系に腫瘍壊死因子(TNF)を加えると、そのバリアー能は低下した。
社会科系教科における現職教員の授業力向上プログラム作成のための研究

本研究は,社会科系教科において必要な授業力を明らかにし,授業力向上のための現職教員研修プログラムを作成した。「小学校現職教員用研修プログラム」,「中学校現職教員用研修プログラム」を作成した。さらに,「教育方法多様化プログラム」として8つの研修プログラムを作成した。作成した研修プログラム,さらには現職教員研修等における社会科授業力向上に有益と考えられる授業ビデオ・指導案等をまとめて,DVDを作成した。研究初年度にあたる平成18年度は、まず研究目的・方法等を再検討し、基本的に研究計画どおり研究を推進することを確認した。そしてまず、社会科系教科における授業力についての先行研究を調査するなどして、社会科系教科において必要とされる教師の授業力とはどのようなものかについて検討を行った。その結果仮説として、社会科系教科において必要とされる授業力を大きく以下の4点に分類した。(1)授業計画力、(2)授業実践力、(3)授業評価力、(4)授業改善力・再構成力また、国内における社会科系教科の現職教員研修の現状と課題を明らかにするため、以下のアンケート調査を、平成19年2月に郵送により実施した。(1)国立大学教育学部の社会科教育講座対象に、実施状況等のアンケート調査(2)都道府県、市町村の教育センター等に対して、実施状況等のアンケート調査(3)各都道府県の小社研の会長、事務局等に対して、社会科に関する研修の実施状況等のアンケート調査(4)学会発表者、小社研の会員等、社会科に熱心に取り組んでいると考えられる教員に対して、研修歴、どんな研修が必要か等のニーズについてアンケート調査アンケート調査の集計・分析については現在進行中であり、平成19年度中にまとめを行い、研究に活用する予定である。さらに、我が国の社会科系教科の現職教員研修に参考となるアメリカ合衆国の現職教員研修について、カリフオルニア州サクラメント及びロスアンゼルスにおいて現地調査を行い、教員研修の具体的な事例等を収集した。平成19年2月に、国内における社会科系教科の現職教員研修の現状と課題を明らかにするために実施した以下のアンケート調査の集計・分析を行った。(1)国立大学教育学部の社会科教育講座対象に、実施状況等のアンケート調査(2)都道府県、市町村の教育センター等に対して、実施状況等のアンケート調査(3)各都道府県の小社研の会長、事務局等に対して、社会科に関する研修の実施状況等のアンケート調査(4)学会発表者、小社研の会員等、社会科に熱心に取り組んでいると考えられる教員に対して、研修歴、どんな研修が必要か等のニーズについてアンケート調査その結果、現職教員研修では、校内研修、教育センター等での研修が特に有効に機能していること、また、ワークショップ形式や話し合いなどが効果的な方法であることなどが確認できた。以上を踏まえて、研修プログラムを3パターン作成し、作成したプログラムを使用して、以下の3カ所で実験的に研修を実施した。(1)岡山大学大学院(主に大学院生対象)(2)山梨県昭和町立常永小学校(校内研修として全教員対象)(3)大分大学教育福祉科学部附属中学校(主に中学校・高等学校の社会科系教員対象)各実験的な研修においては、プレアンケート、ポストアンケート、終了後の聞き取り等を行い、研修の有効性、改善すべき点等を確認した。その結果、それぞれの研修プログラムは、社会科授業力向上にある程度有効性を持つことが確認できた。しかし、研修内容、研修における授業ビデオの使用方法等、改善すべき点も確認することができた。本研究は,社会科系教科において必要な授業力を明らかにし,授業力向上のための現職教員研修プログラムを作成することを目指した。そのため,以下の(1)(2)の成果を踏まえて,(3)を行うことを最終目的とした。(1)社会科系教科において必要とされる教師の授業力とその評価法を明らかにする。(2)国内外における社会科系教科の現職教員研修の現状と課題を明らかにする。(3)以上を踏まえ,社会科系教科における授業力向上のためのプログラムを作成する。まず,社会科系教科において必要な授業力を明らかにすること,現地調査を行いアメリカ合衆国及び大韓民国における現職教員研修の現状等を明らかにすること,アンケート調査により我が国の現職教員研修の現状を分析することなどを行った。また,それらを踏まえて作成した研修プログラムの試案については,大学,教育センター,学校現場等で実験研修等を実施し,研修プログラムの有効性の確認等を行い,改善を重ねた。その結果,研究成果の核となる「小学校現職教員用研修プログラム」(授業計画力・授業実践力の向上を主眼とした研修プログラムと授業評価力,授業改善・再構成力の向上を主眼とした研修プログラム),「中学校現職教員用研修プログラム」を作成した。さらに,「教育方法多様化プログラム」として,博物館の利用,地図の読解,教材・資料作り,デジタル化された資料の活用,NICE,野外研修「地形と気温の関係」,テスト問題づくり,教科書の活用の8つの研修プログラムを作成した。

作成したDVDは,社会科系講座がある国立大学教育系学部等,都道府県・政令都市の教育センター等に配布して,それぞれが実施する研修講座,教員免許更新講習等での有効活用を依頼した。