hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
火星表面探査ミッション実現へ向けた流体構造連成解析による新型パラシュートの提案

結果として、手法に対する知見を多く獲得することができた。また、応用面ではドローグパラシュートの気体透過モデルはモデルなしに比べて10倍大きな時間刻み幅で計算できることがわかり、流体構造連成解析に向けて重要なステップをクリアした。パラシュートの流体構造連成(FSI)解析に向けて、昨年度までにアイソジオメトリック離散化を用いた圧縮性流体解析、気体透過係数の算出等を行った。これにより、多くの隙間が設けられたドローグパラシュート(リボンパラシュート)をより少ない格子点で表現することが可能となった。今年度はそれらを更に発展させ、実問題としてドローグパラシュートを対象とした、付加質量効果の把握およびFSI解析を行った。圧縮性流体領域で使用されるドローグパラシュートは、開傘後の早い段階では加速度的に落下する。一般に加速度を伴う運動では、周囲の流体が追従する付加質量効果が知られている。本研究では傘部を剛体として扱った時の付加質量を算出した。その結果、パラシュートが上向きの加速度を持つ場合は、下向きの加速度を持つ場合と比較して、付加質量効果が非常に小さい結果となった。これはパラシュートがおおよそ半球型の形状をしており、加速方向の影響を受けたと考えられる。FSI解析においては、流体と構造の両方がマッチする初期条件を準備することが重要となる。ドローグパラシュートのような加減速を伴うパラシュートに対しては、これまで非圧縮性流体領域用に確立されていた初期条件の推定方法が有効ではないことがわかった。本研究では、付加質量効果を考慮した新たな初期条件の推定手法を確立した。得られた初期条件を用いて、2種類のペイロード(宇宙船)質量におけるFSI解析を行い、ドローグパラシュートの動的特性を得た。パラシュート挙動における紐の影響や役割は大きい。パラシュートの紐に沿って衝撃波が伝搬し、加えて、接触を伴う挙動の変化が重要となる。パラシュートを同時に複数使用するクラスターの場合は、パラシュート同士が接触する。また、パラシュート開傘前は畳まれた状態であるため、接触した状態から段階的に開傘する。この事実を踏まえ、まずはパラシュート解析における接触解析を行う。昨年度は曲線・曲面モデリング手法であるNURBSを基底関数に用いた構造・流体解析を行った。この解析より得られた変形形状を用いて、圧縮性流体解析におけるFSI解析手法の確立と解析に移行する。その結果を元に新規形状の提案を目指す。昨年度は構造・流体解析共に曲線・曲面モデリング手法であるNURBSを基底関数に用いたアイソジオメトリック解析を行った。アイソジオメトリック解析は比較的新しい手法であり、昨年度はその格子クオリティの影響の大きさを認識した。そのため、より実用的な解析に向けて研究する必要がある。パラシュートの挙動に関しては紐に沿って衝撃波が伝搬し、加えて接触を伴う挙動の変化が起こる。また、パラシュートを同時に複数使用するクラスターの場合は、パラシュート同士が接触する。
線虫を用いたパーキンソン病・アルツハイマー病の病態解析と新規治療法開発

パーキンソン病や一部の老年性認知症の脳内に出現する細胞内封入体Lewy小体は主としてα-synucleinにより構成され、またα-synucleinは優性遺伝性家族性パーキンソン病の病因遺伝子としても同定されている。従ってα-synucleinの細胞内蓄積が何らかの機序を介して神経細胞障害を引き起こすと考えられているが、その詳細については不明である。本研究では、過剰なα-synucleinによって引き起こされる分子機構をin vivoで明らかにすることを目的として、ヒトα-synucleinを神経系に過剰発現するトランスジェニック(Tg)線虫を作出し、α-synuclein神経障害性に関与する遺伝子群の網羅的探索を行った。具体的には、α-synuclein Tg線虫およびコントロール群線虫に対しゲノムワイドにRNAiを施し、両者で異なる表現型(成長遅延・運動機能障害など)を与える遺伝子のスクリーニングを試みた。その結果、10種類の遺伝子のノックダウンを行った場合に、α-synuclein Tg線虫特異的に異常表現型が現れることが確かめられた。このうち4つはエンドサイトーシス関連遺伝子であり、特にその中の2つはクラスリン被覆小胞の回収に重要な役割を果たすアダプター蛋白質AP-2のサブユニットであった。従ってエンドサイトーシス機能の低下がα-synucleinの神経障害性を増強させると考えられ、α-synuclein神経障害性の作用点として新たにエンドサイトーシス阻害が関与することが示唆された。神経細胞におけるエンドサイトーシス機能の調節はパーキンソン病の新規治療薬開発にあたり重要な創薬ターゲットになる可能性がある。
新潟県を拠点とした成果の見える減塩政策のための実践的研究

本研究では、地域における高塩分摂取の要因が特定可能なモデル開発を行うため、科学的根拠に基づいた、新潟県民が優先的に解決すべき減塩の課題に基づいた塩分チェックシートの開発を行った。結果、早朝第二尿から推定食塩摂取量が算出可能な20-79歳の新潟県民760名から、高食塩摂取と関連する食習慣を10項目同定した:1.毎日満腹まで食べる, 2.週3回以上の主食の重ね食べ, 3.週3回以上の丼物・カレー・麺類摂取, 4.1日4皿以上の煮物摂取, 5.1日2種類以上の漬物摂取, 6.1日1回以上の魚卵摂取, 7.麺類の汁を1/3以上飲む, 8.週2回以上の外食, 9.濃い味付けを好んで食べる, 10.飲酒平成27年度は下記の通り研究を行った。・県民健康・栄養実態調査の食生活の原票から、新潟県の行政や病院栄養士が挙げる高塩分摂取によくみられる食生活が本当にみられるか解析し、それをもとに塩分チェックリストの原案を作成した。・新潟県内の市町村より、尿中ナトリウムの採取および塩分チェックリストの原案の回答を得、解析を行い、塩分摂取過多の際に気を付ける10項目を抽出した。予定よりも早く、多い人数の、尿中ナトリウムの回答と塩分チェックリスト原案の回答を県内市町村から協力いただいたことから、すでに現在論文投稿中である。関連研究の英文査読付き総説も、現在査読中であり、1年程度はやく研究進行がなされている。・新潟県内の市町村より、尿中ナトリウムの採取及び塩分チェックリスト原案の回答項目から解析を行い、760名の新潟県民のデータより、高食塩摂取と関連する10の注意すべき食習慣について同定を行った。同定された10の食習慣は次の通りである:食事は満腹まで食べる、主食の重ね食べをする、丼物・カレー・麺類が多い、煮物の品数が多い、漬物摂取の種類が多い、魚卵の摂取回数が多い、麺類の汁を飲む、外食利用頻度が多い、濃い味付けを好んで食べる、飲酒頻度が多い。本成果は、学会発表ののち、査読付き英文論文に掲載された。・食塩摂取と関連する10の食習慣が明らかになったことにより、新潟県民が減塩を行うにあたり、とくに優先的に気を付けたほうがよい食習慣を科学的・定量的に示すことができた。これらの得られた成果は、新潟県や市の講演において報告・解説を行うことで、啓発を行った。また、新潟県内で現在用いられている減塩対策用のリーフレットが、本研究成果を活用して作成された。・関連研究の糖尿病と食塩摂取に関する査読付き英文論文についても、本年度採択された。・現在は、食塩摂取に関する食習慣のみならず、ナトリウムの排泄を促すカリウムについてもあわせて検討を進めたいと考えている。カリウム摂取量やナトリウム・カリウム比と関連しうる食習慣について現在検討・解析中であり、本年度中の論文としてまとめ、投稿を目指しているところである。新潟県内における尿中ナトリウムから得た食塩摂取量と関連がみられた10の食習慣について論文化し、査読付き英文論文に掲載されたほか、本成果をもとに県や市での講演による啓発等を実施している。関連研究の査読付き英文論文も1件アクセプトされており、カリウムについてさらに検討が進められているなど、計画以上の進展がみられている。・前年度までに得られた、新潟県民の尿中ナトリウム量と塩分チェックリスト原案から得られた10の注意すべき食習慣をベースに(査読付国際誌に掲載済)、さらに新潟市内でも同様のことが見られるか、地域差は見られるか、などについて検討を行った。科研費申請時に記載した研究内容は前年度にすでにクリアしており、次のステップへ移行した。・新潟市での研究では、尿中ナトリウムのみならずカリウムに関しても検討を行い、高食塩摂取につながる食習慣、低カリウム摂取につながる食習慣を同定するとともに、高食塩摂取かつ低カリウム摂取となる食習慣や低食塩摂取であるが低カリウム摂取となる食習慣があることも明らかにし、血圧上昇に関連しうる食習慣の中で、特に優先的に解決すべき課題はどれであるか同定を行った。・加えて、性・年代・地域差により高食塩摂取・カリウム摂取に関連する食習慣が異なる場合があることも明らかにした。・本研究成果は、学会発表ののち、現在査読付き英文誌に投稿中である。さらに、新潟県・市の行う講演会や勉強会で周知され、新潟県の減塩政策の普及啓発につとめている。・今後は、平成30年度において、新潟県民が減塩の重要性を理解し、減塩やカリウム摂取増にとりくんでいるか、県民健康・栄養調査などをもとに、減塩に関する食事摂取状況、食知識、食意識、食行動に変化が見られるか、平成30年度までの経年変化を検討し、評価することを予定しており、今後さらに効果的な減塩政策を行うためのエビデンスづくりにかかわる予定である。

結果、早朝第二尿から推定食塩摂取量が算出可能な20-79歳の新潟県民760名から、高食塩摂取と関連する食習慣を10項目同定した:1.毎日満腹まで食べる, 2.週3回以上の主食の重ね食べ, 3.週3回以上の丼物・カレー・麺類摂取, 4.1日4皿以上の煮物摂取, 5.1日2種類以上の漬物摂取, 6.1日1回以上の魚卵摂取, 7.麺類の汁を1/3以上飲む, 8.週2回以上の外食, 9.濃い味付けを好んで食べる, 10.飲酒平成27年度に引き続き、尿中ナトリウムおよび塩分チェックシートの関連を各市町村から得たデータより解析を行う。調査人数の関係上可能であれば、解析を地域別に行い、地域ごとに気を付けるべき減塩のための食生活を同定する。新潟県内の市町村の一部において、尿中カリウムについてもデータが得られていることから、カリウム摂取量やナトリウム・カリウム比についても同様に解析を行い、高血圧対策により有効な食生活を同定したいと考えている。栄養学尿中ナトリウム測定にかかる費用について、市町村の協力により減額がされた。当初の計画よりも研究が進んでおり、尿中カリウムをもちいたカリウム摂取量と食習慣についても解析・論文化を予定しており、さらなる研究成果の発信に必要な論文の英文校閲や論文投稿費に充当することを予定している。
縦渦を含む境界層に関する研究

境界層内に存在する縦渦による船尾流場並びに乱流構造の変化について実験的に調査すると共に、縦渦の影響を考慮した船尾流場の数値解法について理論的に調査した結果、次のような事柄が明らかとなり、縦渦と境界層の干渉に関する有益な知見が得られた。1.船尾の上流側に取り付けられた渦発生器(長方形縦長翼)により発生した縦渦は、船尾流場を大きく変化させ、その取り付け位置及び仰角の調整により船尾プロペラ面における速度分布の制御が可能であることが明らかとなった。2.縦渦の弱い状況では微小2次流れの仮定が成立するものとして縦渦と平板境界層の干渉を理論的に調査した結果、渦の強さと渦の作用距離の積を同一にした場合ほぼ同一の干渉の表れることが示され、実験的にも確かめられた。3.船尾の3次元境界層と、縦渦の干渉について上記の考えを適用した結果、渦発生器による船尾流場の変化分について、理論と実験のよい一致が得られた。4.船尾流場を模擬するために斜3角錐の後流についてレ-ザ流速計により乱流構造を調査した結果、伴流の縁部分とビルジ渦の影響を受けた中心部分とでは構造的に差のあることが明らかとなったが、定量的には把握できなかった。5.流れの可視化により流場の3次元的ねじれを明らかにするため、スリット光による流し撮り写真をステンレスカメラにより撮影して3次元速度場を検出する手法を開発し、翼端近傍の流場に適用した結果その有効性が認められた。6.トレ-サ画像において、各々の流跡線を分離することなく流速等を求める画像解析法を開発しその有用性を示した。本年度の研究実施計画は(1)5孔管及びレーザ流速計(LDV)による縦渦を含む境界層内流速分布の計測ならびに計測精度の検討(2)縦渦近傍におけるレイノルズ応力分布の計測及び渦の安定性の調査(3)流れの可視化による流場のねじれ、3次元剥離の発生状況の調査である。この計画のうち、次の3項目について調査研究を実施した。(1)LDVによる平均流速及びレイノルズ応力計測の精度チェック(2)縦渦及び自由表面を有する円形旋回噴流の安定性調査(3)流れの可視化による流場調査及び計測法の検討その結果、次の事柄が明らかとなった。(1)LDVによる定常乱流場における平均流速及びレイノルズ応力の計測においては、雑音除去用バンドパスフィルターの設定が非常に重要で、その設定値により計測値に差の生じることが判明し、個々の計測において、最適値の存在することが分った。(2)縦渦を含む円形噴流の表面に生じる波動は、縦渦の無い場合に比べてかなり不安定であり、短時間のうちに発散し、乱れを生じることが分った。(3)微小粒子により可視化された回転する流れの画像写真を画像解析することにより、平均流速ならびに渦度を直接求める手法を開発した。境界層内に存在する縦渦による速度場並びに乱流構造の変化について実験的に調査すると共に、縦渦の影響を考量した船尾流場の数値解法について理論的に調査した結果、次のような事柄が明らかとなり、縦渦と境界層の干渉に関する有益な知見が得られた。1.船尾の上流側に取り付けられた渦発生器(長方形縦長翼)により発生した縦渦は、船尾流場を大きく変化させ、その取り付け位置及び迎角の調整により船尾伴流分布の制御が可能であることが明らかとなった。2.船尾流場を模擬した斜3角錐の後流についてレ-ザ流速計により乱流構造を調査した結果、伴流の縁部分とビルジ渦の影響を受けた中心部分とでは構造的に差のあることが明かとなった。

3.流れの可視化により流場の3次元的ねじれを明らかにするため、スリット光による流し撮り写真をステレオカメラにより撮影して3次元速度場を検出する方法を開発し、翼端近傍の流場に適用した結果その有効性が認められた。4.縦渦の弱い状況では微少2次流れの仮定が成立するものとして縦渦と平板境界層の干渉を理論的に調査した結果、渦の強さと渦の作用距離の積を同一にした場合ほぼ同一の干渉の表れることが示され、実験的にも確かめられた。5.船尾の3次元乱流境界層と縦渦の干渉について上記の考えを適用した結果、渦発生器による船尾流場の変化分について、理論と実験のよい一致が得られた。以上の結果より、3次元境界層内に導入された縦渦による境界層の変化をある程度推測することが可能となった。今後は、船尾流場の制御による推進効率の向上等への適用が考えられる。
細胞遊走や接着に基づく自己組織化現象の理解と制御

単一の細胞種を用いた再生医療・細胞治療が実現しつつある。この動きに伴って、安全・安心して使用できる細胞を、必要な数だけ、必要な時に、医療機関に届けるための製造技術が求められ、産学を問わず活発に開発される状況となった。本研究では、複数種の細胞からなり複雑構造を有する組織(例:血管を持つ臓器組織など)を用いる次世代再生医療に焦点を当てる。これを実現に導くには,複雑構造を有する組織・器官の製造を,ロバストさを兼ね揃えたプロセスによって成し遂げることが必須となる.本研究では前科研費基盤研究C(15K06580)に引き続き,遊走や接着といった各細胞の自律的な挙動に基づく自己組織化現象を視て理解し,支配的な変数(パラメーター)を推定すると共に,その変数の制御を通して細胞の動的挙動を操り,目的とする構造を設計する自己組織化現象制御技術の体系化を目指している.具体的に本研究は,「A.組織内の動的細胞挙動を時空間的な解像度で捉えるための観る技術の開発」,「B.細胞挙動の理解」,「C.細胞挙動の操作」の3項目から成り,今回の申請では,前科研費で開発したAの技術を活かし,BおよびCに取り組んでいる。具体的には、骨格筋筋芽細胞組織(積層細胞シート)内における異種細胞として神経細胞と血管内皮細胞が自律的に棲み分ける現象を観察している。今後はこれら異種細胞を機能的な形状と位置で組織内に保持することが出来る組織形成培養プロセスを化学的刺激と物理的操作を用いて実現していく。初年度は、マウス由来骨格筋筋芽細胞組織(積層細胞シート)内における棲み分け現象を共焦点レーザー顕微鏡にて観察する対象細胞として、マウス由来の血管内皮細胞と神経細胞をそれぞれ細胞バンクから入手し、培養を開始した。平面培養にて、抗体を用いた蛍光免疫染色を実施し、最終的な局在(三次元組織内における位置)や形状を観察できる体制が整った。これまで明らかにしてきた単一細胞状態(未分化)である骨格筋筋芽細胞組織の流動性だけでなく、分化誘導した筋管細胞を含む組織の流動性を観察することに取り組んでいる。未分化、分化のそれぞれの状態における異種細胞の棲み分け現象を理解すると共に、化学的刺激あるいは物理的操作によって異種細胞を良好な形状で組織内に滞留させる技術へとつなげていくための基盤が本年度に整えられた。計画は順調に推移しており、今年度以降も研究計画に沿って進める。血管や神経を有する複雑組織を作り上げる本研究だけでなく、組織・臓器という超高密度な細胞培養を酸素を枯渇させることなく可能とするための要素技術(酸素運搬体の活用等)や、形成した組織・臓器を生体内環境模倣条件で機能的に培養する技術(骨格筋の筋トレ効果を得るためのパルス電気刺激等)、機能的な面から評価する技術(骨格筋の活性張力定量化技術等)についても並行して取り組んで来ており、本研究はその一環である。異分野にて活躍する骨格筋研究者を分野横断的に繋ぎ、骨格筋機能を使いこなし健康増進社会(寝たきり防止等)や持続可能型社会(培養食肉や筋アクチュエーター等)を実現に導く産学連携コンソーシアムも主宰しており、本研究で得られる成果を社会発信していく。

計画は順調に推移しており、今年度以降も研究計画に沿って進める。血管や神経を有する複雑組織を作り上げる本研究だけでなく、組織・臓器という超高密度な細胞培養を酸素を枯渇させることなく可能とするための要素技術(酸素運搬体の活用等)や、形成した組織・臓器を生体内環境模倣条件で機能的に培養する技術(骨格筋の筋トレ効果を得るためのパルス電気刺激等)、機能的な面から評価する技術(骨格筋の活性張力定量化技術等)についても並行して取り組んで来ており、本研究はその一環である。異分野にて活躍する骨格筋研究者を分野横断的に繋ぎ、骨格筋機能を使いこなし健康増進社会(寝たきり防止等)や持続可能型社会(培養食肉や筋アクチュエーター等)を実現に導く産学連携コンソーシアムも主宰しており、本研究で得られる成果を社会発信していく。物品費として1円が余剰金となったため、次年度に繰り越した。
偏光依存型３次元角度分解光電子分光を用いた鉄系高温超伝導体の電子状態の研究

本年度は初年度に開発した新型クライオスタット用低温マニュピレータ試作機の設置および性能テストを行なった。その結果、超高真空環境を保った状態で試料回転などの動作精度に問題が無いことが確認された。しかしながら、試料温度については目標到達温度(T < 10 K)に至らなかった。そのため、ゴニオメータの改良版設計、制作および低温テスト環境の整備をすすめている。具体的には改良版として試作機に比べ、試料周りのラディエーションシールドの増強、極低温部の体積の最適化、室温部分からの熱流入を押さえるための断熱層の導入などの対策を講じて設計を行った。また鉄系高温超伝導体10-3-8系Ca10Pt3As8(Fe2-xAuxAs2)5に対して偏光依存型3次元角度分解光電子分光行い、10-3-8系のバンド分散・フェルミ面のドープ量依存性測定を行った。その結果、超伝導を示さない母物質では先行研究に類似したバンド分散・フェルミ面が得られ、10-3-8系で初めてフェルミ面の軌道同定に成功した。Auをドープした超伝導を示す組成においては、ホール面においてはフェルミ準位のシフトが観測され、Auドープする事で電子ドープの振る舞いをする事の観測に成功した。一方で、電子面においてはフェルミ準位のシフトは観測されず、ホール面とは全く異なる振る舞いが観測された。このような振る舞いは、これまで鉄系高温超伝導体では観測されていない全く新しい振る舞いである。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、偏光依存型3次元角度分解光電子分光を用いた鉄3d軌道と超伝導ギャップ(ノード)の同時観測を実現し、磁気的な相互作用と軌道、超伝導の関係を全運動量空間において明らかにすることにより、鉄系高温超伝導体の超伝導発現機構に迫ることを目的としている。超伝導ギャップを詳細に観測するためには、測定のハイスループット化および低温のゴニオメーターが必要であり、本研究ではそれらを可能とするシステム・装置の開発も目指している。本研究ではまず、測定のハイスループット化を目指してレーザーを用いた高速位置決定システムの構築を行った。その結果、試料の大きさや表面の均一性にある程度の制約はあるが、以前は2時間程度かかっていたアナライザに対する試料の角度決定を±0.5度の精度で10分程度にまで短縮することに成功した。次に新型クライオスタット用低温マニピュレータの試作機の制作を行った。目標到達温度は4Kであったが、試作機の到達温度は15K程度であった。超伝導ギャップを詳細に観測するためには試作機の到達温度では不十分であるため、さらなる低温化を目指すために改良点を模索している所である。また従来のゴニオメーターを用いて、鉄系高温超伝導体122系Ba(Fe_<1-x>Co_x)_2As_2において3次元超伝導ギャップ構造、111系LiFeAsの超伝導転移温度以上でのバンドの温度依存性などの測定を行い、122系Ba(Fe_<1-x>Co_x)_2As_2においては超伝導発現にスピン揺らぎだけではなく、軌道揺らぎが重要である事を、111系LiFeAsにおいては軌道揺らぎの効果は観測されず、またこれまでには報告のない3次元的に異方性のある軌道依存したバンドの温度依存性を発見した。鉄系高温超伝導体の超伝導発現機構を明らかにするためには、超伝導転移温度よりも非常に高温からの電子状態の変化をとらえることが重要であると考えられ、平成26年度は高温からの電子状態の変化にも注目したいと考えている。新型クライオスタット用低温マニピュレータの試作機が、目標到達温度に達しなかったが、様々な系に対して偏光依存性を含む電子状態の直接観測に成功しており、学術誌への投稿が順調に進んでいる。

(1)引き続き新型クライオスタット用低温マニピュレータの開発を行い、さらなる低温化を目指す事(2)鉄系高温超伝導体122系Ba(Fe_<1-x>Co_x)_2As_2に対して3次元超伝導ギャップのドープ量依存性を詳細に調べる事(3)様々な系において、超伝導転移温度よりも非常に高温からの電子状態の変化を調べる事に重点を置く予定でいる。
DNA修復酵素を用いた突然変異特異的クローニング法の確立

Microsatelite instability陽性大腸癌のうち、40%以上のmicrosatelliteでinstabilityのある病変(MSI-H)よりstrand-switch法を用いてcDNA libraryを作成する。隣接する正常組織より同様にcDNA libraryを作成した。これらをhybridizeさせ、A/Gミスマッチ特異的glycosylaseである大腸菌MutY、またはT/Gミスマッチ特異的glycosylaseであるhuman Thymine-DNA glycosylase(hTDG)を作用させ、さらにEDTA存在下でChitin bindingdomainをN末端に融合させたhuman AP endonuclase 1(hAPE1)を結合させ、Chitin beadsでpull-downした。Pull-downしたDNAをvectorにligationさせ大腸菌に導入しクローン化した。2次スクリーニングを行い、陽性cloneをsequenceし現在解析中である。2)大腸癌肝臓転移転移病巣における突然変異特異的クローニング法による解析転移特異的な、遺伝子の突然変異があるかどうかを、大腸癌の転移巣と原発巣を用い、上記1)の方法で現在解析中である。
会話ロボットとの自由な対話に資するコミュニケーション断絶防止技術の研究

最終年度に実施した研究の成果は,言語学的な単位に応じた言い間違いの検出が可能になった点である.研究ではモーラと音韻単位の言い間違いを「音韻単位での言い間違い」,形態素や句,語単位の言い間違いを「語彙単位での言い間違い」と定義し,それぞれの言い間違いの検出に取り組んだ.言い間違いの検出には深層学習を用い,ニューラルネットワークにはCNNとLSTMを用いた.学習に利用できる言い間違いコーパスは3000程度と十分ではないため,2つの拡張手法を比較した.一つは音韻単位の言い間違いの規則を作成し,規則に一致した場合に言い間違いを作成する手法で,もう一つはランダムに変化させて言い間違いを作成する手法である.実験の結果,言い間違いの規則により拡張した場合にF値が68.5となった.研究機関全体を通じて実施した研究の成果は,言い間違いや聞き間違いのコーパスを構築できたこと,聞き間違いの検出方法を確立したこと,言い間違いの検出を行ったことである.言い間違いは3000以上,聞き間違いは1100以上の量がある.聞き間違いの検出では入力文を音素列に変換し,言い間違い箇所を推定した.推定には音素の弁別素性表を利用した重み付きレーベンシュタイン距離を用いた.その結果助詞の有無を考慮しない場合87.3%の推定精度を得た.深層学習を用いた言い間違いの検出は十分な精度が得られなかったことからコーパスを拡張するよりも言語学的な単位ごとに規則を作成して精度向上を目指すほうがよいという知見が得られた.コミュニケーションの断絶の防止技術としては,ユーザがロボットの発話を聞き間違ったときの問い返しには高い精度で対応できる.ユーザが言い間違ったときの検出はできるものの精度が不十分である.当該年度は,聞き間違えたときの聞き返しを認識するために,聞き間違いを含む対話コーパスを収集した.対話は発話文と聞き返し文のペアとなっており,ウェブサイトから1127対話を収集した.また,対話文を音素へ自動的に変換するためにカタカナ表記と対応する音素を決定した.さらに,発話文中の聞き間違えた箇所を人手で特定し対話コーパスに付与した.コーパスの意義としては,どの音素がどのような音素に聞き間違えられやすいかなどを分析できるようになる.発話文中の聞き間違えた箇所を認識するために,発話文と聞き返し文の文字列の類似度を比較して発話文中の聞き返し箇所を特定する手法を提案した.具体的には,文字列の類似度を計算するためにレーベンシュタイン距離を用いた.このとき通常は文字列の字面を比較するが,聞き間違いにおいては音が重要であるため音素を比較する.あらかじめ音素間の近さ(音声間距離)を数値化しておきレーベンシュタイン距離の操作コストに重みづけを行った.音声間距離は既存の研究を用いたが,音素hと促音が定義されていなかったため,追加して作成した.評価実験を行った結果,誤聴個所がほぼ推定できた割合は81.1%となった.想定より低い精度であったため考察したところ,N-gram単位の誤聴個所候補を出力する際,すべてのN-gramを候補としているために正しい候補を選択できない場合があることがわかった.今後は句の先頭になりえないN-gramなどを判定して除外しておく必要がある.研究成果としては,情報科学技術フォーラムFIT2016において1件の成果発表をおこなった.今後は,聞き返し箇所を判定する精度を向上させるために,誤聴個所候補の選択手法を研究するとともに,言い間違いを認識できるようにするために,言い間違いを含む対話コーパスを収集する.計画通りに聞き間違いを含む対話コーパスが収集できている.実験に使用するために,誤聴個所の追加と発話ペアの音素への変換も行えた.聞き間違いを判定する手法を提案し,評価実験も行った.対話ロボットの購入は購入予定の製品が再入荷未定となってしまったためできていないが,対話APIなどで代用することを考えている.当該年度は,言い間違いを含むコーパスを収集する計画であった.予定していたサイト(通り聞き間違いを収集した)から言い間違いを収集中である.言い間違いを(1)慣用句の間違い,(2)意味の間違い,(3)音位転換の3つに分類した.この中で音位転換による言い間違いについて検出と訂正手法を提案した.最初に,発話を形態素解析し,ひらがなのみの文字列に変換した.次に未知語に判定された語が言い間違いであると定義する(言い間違いの検出).この未知語とWikipediaに出現した名詞との類似度を判定する.類似度の判定にはSimstringを用いる.最後に,類似度の高かった語の中で未知語と同じ文字列長をもつものに対し,レーベンシュタイン距離を用いて距離が最小の語を訂正結果とする(言い間違いの訂正).評価実験を行ったところ,F値が0.7となり音位転換のみであることを考えると低い結果となった.Wikipediaに日常では用いないような語が存在していたことから精度が下がったと考えられる.言い間違いを認識した後の応答に関しての考察は遅れている.しかし,実際の聞き間違いや言い間違いのデータベースを構築するためにTVの対談番組から字幕情報を取り出して対談コーパスを作成している.現在,50回以上の字幕情報をテキスト化した.対話APIと音声合成を用いた対話実験のためのアプリを構築し,被験者20名に対話実験を行った.その結果,既存の対話システムの発話は脈絡がないことが多いため被験者はまったく聞き取れない対話が多かった.研究成果としては,電気関係学会四国支部連合大会で1件と人工知能学会研究会で1件の合計2件の成果発表を行った.

言い間違いの検出と訂正は計画通りに行えた.しかし,提案した検出手法では精度が良くなかった.また,すべての言い間違いの種類に対応していないので,残りの言い間違いに対しても検出手法を提案する.対話APIで代用するためアプリを構築したが,そもそも既存の対話システムの精度が良くなかった.評価は人間同士で対話してもらう評価方法を検討している.最終年度に実施した研究の成果は,言語学的な単位に応じた言い間違いの検出が可能になった点である.研究ではモーラと音韻単位の言い間違いを「音韻単位での言い間違い」,形態素や句,語単位の言い間違いを「語彙単位での言い間違い」と定義し,それぞれの言い間違いの検出に取り組んだ.言い間違いの検出には深層学習を用い,ニューラルネットワークにはCNNとLSTMを用いた.学習に利用できる言い間違いコーパスは3000程度と十分ではないため,2つの拡張手法を比較した.一つは音韻単位の言い間違いの規則を作成し,規則に一致した場合に言い間違いを作成する手法で,もう一つはランダムに変化させて言い間違いを作成する手法である.実験の結果,言い間違いの規則により拡張した場合にF値が68.5となった.研究機関全体を通じて実施した研究の成果は,言い間違いや聞き間違いのコーパスを構築できたこと,聞き間違いの検出方法を確立したこと,言い間違いの検出を行ったことである.言い間違いは3000以上,聞き間違いは1100以上の量がある.聞き間違いの検出では入力文を音素列に変換し,言い間違い箇所を推定した.推定には音素の弁別素性表を利用した重み付きレーベンシュタイン距離を用いた.その結果助詞の有無を考慮しない場合87.3%の推定精度を得た.深層学習を用いた言い間違いの検出は十分な精度が得られなかったことからコーパスを拡張するよりも言語学的な単位ごとに規則を作成して精度向上を目指すほうがよいという知見が得られた.コミュニケーションの断絶の防止技術としては,ユーザがロボットの発話を聞き間違ったときの問い返しには高い精度で対応できる.ユーザが言い間違ったときの検出はできるものの精度が不十分である.聞き間違いの推定精度を向上させたのち,研究会等で発表し本研究への意見を聞く.前回の発表ではロボットとの対話に聞き間違いが発生するのかどうかや人間同士の会話でもどのくらいの頻度で発生するものなのか知りたいという意見があったので,テキスト対話APIと音声合成を用いた実験を行って調査する.言い間違いを認識できるようにするために,言い間違いを含む対話コーパスも収集する.言い間違いを検出した後の応答に関しての考察を行う.そのために,名大対話コーパスや構築した対談コーパス中の聞き間違いや言い間違い箇所を分析する.分析をもとに応答をパタン化する.最後に,実証実験として実際に言い間違った発話を入力し,適切な応答が出力されるか確認する.適切かどうかは人手により判定する.また,これまでの研究において言い間違いの検出精度が低かったため,ほかの手法を試すとともに,検出できる言い間違いの種類を増やす.日々行っている,サイトから言い間違いをデータベースに起こす作業と対談番組から字幕情報の抽出作業は継続する.購入予定だった対話ロボットが再入荷未定となってしまったため購入できていない.問い合わせも行ったが未定との回答だった.
作物への連続的土壌乾燥インパクト評価のためのプロフィ－ル灌漑システムの開発

表層から深層にかけ土壌水分が徐々に増加する土壌水分分布プロフィールを作る2方法を試みた。タイプ1は潅水チューブを土壌1mまで挿入し深さ別(0から0.9m)に水を出すものと、タイプ2は挿入する深さを変えて先端から給水し深度を変えるものである。タイプ1を鳥取県砂丘地に、タイプ2を西オーストラリアの雨よけ圃場に設置し、深根性の異なるイネおよび春コムギを栽培した。その結果、給水位置が深くなるにつれて土壌水分が多くなり、浅根品種ほど深層給水条件下で乾物生産,気孔伝導度や緑葉色が低下し品種の回避性評価ができた。ただし、タイプ1では全層潅水区で水分過剰の影響がみられたためタイプ2が優れているとみなされた.ガラス室内に厚さ約8cm縦0.9m長さ2.7mで片面をアクリル板で塞いだ箱二つに砂土を充填した。この根箱に、水道管と繋いだ深さ別に穴を開けた単管および穴の深さの異なる複数の管を入れて、土壌灌漑による深さ別の水分分布の変化を可視的に観察した。その結果、垂直に配置した単管のみの灌漑は灌漑パイプからの距離に応じて深さ別土壌水分分布に傾斜を着けることがほとんどできなかった。一方、複数の深さの異なる垂直の管あるいは穴を開けた管を斜めに土壌中に配置した場合、土壌水分が表層から深層にかけて段階的に多くなる傾向を示したため、連続的な土壌プロフィ-ル灌漑にはこの二つの方法が適していると見られた。そこで、同二種類の方法で根箱に灌漑パイプを配置し、自動潅水装置の土壌水分センサ-を土面から約70cmに設置してた。一定の土壌水分以下になると定期的な灌漑スケジュ-ルに従って灌漑が行われた。この装置にコムギを播種して十分に地表灌漑を行った後、生育中期より灌漑制御を行い、コムギ葉身の日中の気孔伝導度を深さ別灌漑位置毎に測定している。灌漑後、特に深さの異なる穴を開けた方法では、全体的に潅水深度が深いほど草丈が低くなる傾向が見られ、灌漑装置による土壌水分制御がうまくいっていることが示唆された。今後、生育終了後、側面からの根系分布の画像解析および地上部の乾物測定を行い、本灌漑装置の制御性能とそれに対する植物の生育反応の検出を行う。片面を透明なアクリル板を張った箱(長さ2.7m,高さ0.9m,厚さ0.1m)に,真砂土を充填し,給水コントローラーをつないだ給水装置設置し土壌水分の最適な分布に適したノズル配置と給水口の構造を明らかにした.根箱にコムギ(農林61号)栽培し,生育中期より本装置によりタイマ-により定期的に灌漑して土壌水分制御を行った.土壌水分が段階的かつ連続的に制御出来,土壌水分減少につれてポロメ-タ-で測定したコムギの気孔伝導度が小さくなった.この時全乾物重及び子実重は表層からやや深い灌漑をした部分で最大となった.同装置を鳥取県農業試験場の砂丘地実験圃場(弓ヶ浜)のビニールハウス内に設置し,浅根性の水稲(日本晴)と深根性の陸稲(ハタキヌモチ)を栽培し生育中期から深さ別の灌漑をした.深さ別土壌水分をTDRで測定したところ表層60cmまでは深層ほど湿潤となった.気孔伝導度はいずれの場合も日本晴よりハタキヌモチの方が高く,全乾物重及び千粒重はハタキヌモチが高くなった.ハタキヌモチは日本晴よりも根が深いため深い土壌水分分布の下でも乾燥の影響を受けにくかった.以上から本装置により表層から深層に連続的に土壌水分乾燥が増加するより自然に近い土壌水分状態を再現できる可能性が示された.ただし,全層で潅水した部分では生育が劣り土壌養分の流亡や過湿の影響が考えられ,適切な潅水量設定の必要が示唆された.さらに圃場試験を行い制御安定性を明らかにする必要がある.土壌深度に応じで水分含量を段階的にコントロールするための改良灌漑装置の性能を圃場条件下で検証した。本装置は、昨年度鳥取県弓ヶ浜の砂質条件で行った実験において、全層灌漑区で過剰な水による養分流亡が起きたので、給水位置をチューブ先端のみから行い灌漑水量が均一となるように改良した装置を使用した。西オーストラリア州パース市の西オーストラリア大学農場において実験を行った。プラスチックハウス2棟に根の深さの異なる2品種の春コムギを栽培し、灌漑条件で開花期頃まで栽培した後、約2メ-トルおきに深さの異なるチューブを土壌内に挿入して異なる深さの灌漑を行った。灌漑は数日おきに手動で行い、灌漑強度に応じた距離ごとに定期的に1mの深さまでの土壌水分含量、SPAD値、気孔伝導度を測定した。また、完熟後地上部をそれぞれの場所から採取し、地上部乾物重、子実重を測定した。その結果、灌漑装置により全層に灌漑した区から灌漑位置が深くなる区にかけて徐々に土壌水分の勾配が得られた。SPAD値は後半にかけて明らかに灌漑深度が深いほど低下し、深根品種では浅根品種よりも値が低下しにくかった。気孔伝導度も徐々に灌漑深度が深いほど、根の浅い品種ほど低下しやすかった。完熟期の全乾物重は灌漑深度が深いほど低下し、深根品種は低下しにくい傾向があった。子実も同様の傾向が見られた。

これれの結果から、本灌漑システムは圃場における深根性の異なる品種の違いを検出できることが明らかになった。表層から深層にかけ土壌水分が徐々に増加する土壌水分分布プロフィールを作る2方法を試みた。タイプ1は潅水チューブを土壌1mまで挿入し深さ別(0から0.9m)に水を出すものと、タイプ2は挿入する深さを変えて先端から給水し深度を変えるものである。タイプ1を鳥取県砂丘地に、タイプ2を西オーストラリアの雨よけ圃場に設置し、深根性の異なるイネおよび春コムギを栽培した。その結果、給水位置が深くなるにつれて土壌水分が多くなり、浅根品種ほど深層給水条件下で乾物生産,気孔伝導度や緑葉色が低下し品種の回避性評価ができた。ただし、タイプ1では全層潅水区で水分過剰の影響がみられたためタイプ2が優れているとみなされた.灌漑方法を当初の塩ビパイプから潅水チュ-ブに変えたことで設置や移動、制御が容易となり性能試験を圃場条件に近い状態で行うことができた。そのため、当初の計画以上の成果があったとみなした。作物学半乾燥地において根系の異なるコムギを栽培し本装置によって土壌水分制御が出来るかそれにより気孔伝導度や成長料などの植物反応が連続的に変化するのかを実証試験する.当初はトルコ共和国において実験予定であったものの、社会情勢からオ-ストラリアに変更し、実験するための準備に入っている。当初の目的である土壌深度により土壌水分が変化させるために最適な灌漑装置の構造を明らかにすることができた。適性のある灌漑パイプの接続法や構造を決定するための基礎的情報を得ることができた。ただし、土壌水分の分布値としての量的デ-タの把握ができていない。さらに容積の大きい条件での土壌水分分布のコントロ-ルが必要である。当初、年度末にトルコ共和国チュクロバ大学においてコムギの実験打ち合わせ旅費を計画していたものの国際情勢を鑑みて実験場所を変更した。南半球における実験を計画したため栽培期間が年度中間に移動したため旅費と謝金が次年度発生した。現在同装置にコムギを栽培し植物の灌漑深度に対する反応を測定している。さらに今後より実際に近い条件において灌漑装置の制御性能を明らかにしていく必要があるため、圃場選定を進めている。また、深度別土壌水分測定装置の購入により土壌水分の適量的は把握を行っていきたい。。オ-ストラリアへの旅費および実験補助のための謝金、消耗品である。
都市における複合型氾濫解析モデルの高度化とその水災対策への応用に関する研究

都市域の内水氾濫災害に焦点を絞り,治水対策を検討するための解析モデルの構築を行い,様々な事例を対象に,その適用を試みた.以下に,本研究で得られた知見を簡単にまとめる.(1)東海豪雨による名古屋市の氾濫状況の再現計算を行い,都市域の内水氾濫のモデル化について検討した.低平地に位置し合流式下水道システムが発達している都市域では,下水道への落ち込み流量の評価が非常に重要であることが示され,その一手法が提案された.(2)下水道システムを考慮した氾濫解析を構築し,その特徴を生かして,治水対策への適用を検討した.検討した項目は,下水道システムの効果,雨水吐の効果,氾濫域から下水道への落ち込み流量の変化に伴う浸水深への影響,マンホールからの噴き出しによる汚水の分布である.特に,これまで議論されてこなかった氾濫時の衛生問題に対する検討資料を提示することができた.(3)本研究で構築したモデルは,海域,河川域,都市域を一体として解くことに特徴がある.その特徴を生かして,洪水と高潮の重畳災害を検討した.高潮時に河口水門が閉じなかった場合には甚大な浸水が生じることを示し,河口水門の重要性を改めて指摘した.(4)湾域に位置する大都市の多くでは,合流式下水道が整備されており,その排水過程において河川水位(あるいは,潮位)の影響を多大に受ける.したがって,地球温暖化に伴う海面上昇の内水氾濫に与える影響を検討した.その結果,1.0m以下の海面上昇では,内水氾濫に大きな影響を及ぼさないが,降雨規模が大きくなれば海面上昇の影響も大きく現れることが示された.(5)新たな試みとして,格子内の地盤高特性を考慮した氾濫解析法を検討し,その有用性を示した.都市域の内水氾濫災害に焦点を絞り,治水対策を検討するための解析モデルの構築を行い,様々な事例を対象に,その適用を試みた.以下に,本研究で得られた知見を簡単にまとめる.(1)東海豪雨による名古屋市の氾濫状況の再現計算を行い,都市域の内水氾濫のモデル化について検討した.低平地に位置し合流式下水道システムが発達している都市域では,下水道への落ち込み流量の評価が非常に重要であることが示され,その一手法が提案された.(2)下水道システムを考慮した氾濫解析を構築し,その特徴を生かして,治水対策への適用を検討した.検討した項目は,下水道システムの効果,雨水吐の効果,氾濫域から下水道への落ち込み流量の変化に伴う浸水深への影響,マンホールからの噴き出しによる汚水の分布である.特に,これまで議論されてこなかった氾濫時の衛生問題に対する検討資料を提示することができた.(3)本研究で構築したモデルは,海域,河川域,都市域を一体として解くことに特徴がある.その特徴を生かして,洪水と高潮の重畳災害を検討した.高潮時に河口水門が閉じなかった場合には甚大な浸水が生じることを示し,河口水門の重要性を改めて指摘した.(4)湾域に位置する大都市の多くでは,合流式下水道が整備されており,その排水過程において河川水位(あるいは,潮位)の影響を多大に受ける.したがって,地球温暖化に伴う海面上昇の内水氾濫に与える影響を検討した.その結果,1.0m以下の海面上昇では,内水氾濫に大きな影響を及ぼさないが,降雨規模が大きくなれば海面上昇の影響も大きく現れることが示された.(5)新たな試みとして,格子内の地盤高特性を考慮した氾濫解析法を検討し,その有用性を示した.本研究では,都市域における複合型氾濫解析モデルの高度化とその水災対策への応用を図っている.まず、都市域での内水による氾濫水の挙動を対象に精緻な氾濫解析を行った.都市域での氾濫水にはデカルト座標による平面二次元解析法を,河川および下水道の流れには一次元解析法を適用し、マンホール部で氾濫水の落ち込み・噴出し(以下、下水道流入モデルとする)を考慮した。名古屋市を対象に東海豪雨時の浸水の再現計算を実施したところ、浸水深に関して比較的妥当な結果が得られたものの、堀川の計算水位が実測値と一致せず、特にピーク後の水位低下が解析結果に現れなかった。そこで、流量係数一定の越流公式を用いていた下水道流入モデルを、浸水深によって流量係数が低下するモデルに修正し、用いる低減係数を同定したところ、計算された河川水位のピークおよび変動が実測値とほぼ一致し、浸水深とその分布も実測値に近くなった。これらのことから、提案した下水道流入モデルの妥当性が示された。つぎに、内水と外水が複合する氾濫現象を広範囲に捉えるための氾濫解析を実施した.都市域には非構造格子による平面二次元解析法を、河川および下水道には一次元解析法を、さらに、海域にデカルト座標による平面二次元解析法を適用し、マンホール部で水の流入・流出を考慮した。この解析モデルを用いて、名古屋市を対象に東海豪雨の再現計算を実施した結果、浸水実績を十分に表現しておりモデルの妥当性が示されると共に,東海豪雨時の浸水・排水過程が示された,また、本解析モデルの都市水災対策に関する適用として、「避難を考慮したハザードマップの作成」「側溝などの堆積の浸水に与える影響」「下水道からの汚水の広がり」に関する検討を行った.今後,解析モデルの精度向上と水災対策への応用についてより深く考察する予定である。

本研究では,都市域における複合型氾濫解析モデルの高度化とその水災対策への応用を図っている.平成17年度までに開発し精度の検証を行った解析モデル(都市域には非構造格子による平面二次元解析法を、河川および下水道には一次元解析法を、さらに、海域にデカルト座標による平面二次元解析法を適用し、マンホールで氾濫域と下水道との水の流入・流出を,雨水吐で下水道と河川との水の流入・流出を考慮した数値解析モデル)を用いて,名古屋市の水災対策への応用を試みた.名古屋市では合流式下水道が整備されていることから,河川水位が上昇すれば河川から下水道へ逆流が生じ,雨水排水システムに影響が生じると考えられる.そこで,地球温暖化による海面上昇が生じた場合の10年確率の計画降雨による内水氾濫の状況を,数値解析により明らかにした.その結果,想定されている海面上昇(0.95mを用いた)の場合,潮位ピークと降雨ピークが重なった場合に浸水は大きくなるが,全域でみれば海面上昇による大きな影響は生じないこと,対象領域では雨水吐からの流出よりもポンプからの流出が支配的であることが示された.今後は地球温暖化による降雨の変化を考慮して検討を進める予定である.また,浸水に対するソフト対策の一つとして洪水ハザードマップの整備があるが,その効果的な表現法の検討として,「被害額」「避難危険度」という観点からのハザードマップを作成した.得られたマップにより,浸水深のみではなく,被害に直接関与する情報(被害額,避難危険度)を入手することができ,水災に対する住民の理解力の向上などが期待できる.都市域の内水氾濫災害に焦点を絞り,治水対策を検討するための解析モデルの構築を行い,様々な事例を対象に,その適用を試みた.研究の最終年度ということもあるので,これまでの研究の成果も簡単にまとめ,今年度の成果を報告する.(1)東海豪雨による名古屋市の氾濫状況の再現計算を行い,都市域の内水氾濫のモデル化について検討した.低平地に位置し合流式下水道システムが発達している都市域では,下水道への落ち込み流量の評価が非常に重要であることが示され,その一手法が提案された.(2)下水道システムを考慮した氾濫解析を構築し,その特徴を生かして,治水対策への適用を検討した.検討した項目は,下水道システムの効果,雨水吐の効果,氾濫域から下水道への落ち込み流量の変化に伴う浸水深への影響,マンホールからの噴き出しによる汚水の分布である.特に,これまで議論されてこなかった氾濫時の衛生問題に対する検討資料を提示することができた.(3)本研究で構築したモデルは,海域,河川域,都市域を一体として解くことに特徴がある.その特徴を生かして,洪水と高潮の重畳災害を検討した.高潮時に河口水門が閉じなかった場合には甚大な浸水が生じることを示し,河口水門の重要性を改めて指摘した.(4)湾域に位置する大都市の多くでは,合流式下水道が整備されており,その排水過程において河川水位(あるいは,潮位)の影響を多大に受ける.したがって,地球温暖化に伴う海面上昇の内水氾濫に与える影響を検討した.その結果,1.0m以下の海面上昇では,内水氾濫に大きな影響を及ぼさないが,降雨規模が大きくなれば海面上昇の影響も大きく現れることが示された.(5)新たな試みとして,格子内の地盤高特性を考慮した氾濫解析法を検討し,その有用性を示した.なお,平成19年度の研究としては,(4),(5)が対応する.
算数・数学科における構成主義的な授業モデル構築のための学力観に関する調査研究

算数・数学の学習観に影響を与える要因について、大学生5名に面接調査を実施し、質的分析の結果、8つのカテゴリーと33のサブカテゴリーを抽出した。また、576名の大学生に質問紙調査を実施した。共分散構造分析の結果、子どもに合った授業をすることで学習意欲が高まり、学力や学習観に影響を及ぼすことが示された。さらに、教師3名を対象として面接調査を実施し、各教師の授業モデル図を作成して、それらを1つの算数の授業モデル図としてまとめた。本研究は、大学生及び教師を対象とした面接調査や質問紙調査を通して、算数・数学の学力観及び学習観に影響を与える要因、学習観が学習指導に及ぼす影響等を明らかにし、構成主義的な授業のための諸原理と授業モデルを構築することを目指す。本年度は、約150名の大学生への簡単なアンケートをもとに理論的サンプリングを行い、半構造化面接法による面接調査を実施して、グランデッド・セオリー・アプローチによる質的分析を行った。その結果として、算数・数学の得意不得意、好き嫌いの個人差が大きいこと、授業が学習者のペースに合っていなかったり、考える、発表するなどの学習活動が少なかったりすると学習のつまずきが生じやすくなること、つまずきへの対応の良し悪しが学習結果や算数・数学の学習観に影響を及ぼすことなどを明らかにした。そして、授業のあり方のカテゴリーのサブカテゴリーとして、授業のパターン、授業のペース、考える場の設定、教科書の使用、具体物や道具の使用、生活とのつながり、学び合いなどを抽出した。また、これらの面接調査の結果や抽出したカテゴリーに基づいて、算数・数学の学力観及び学習観に関する質問紙調査の項目を作成した。来年度は、3大学の学生を対象とする質問紙調査を実施し、量的分析を行って、得られた知見の検証と一般化を図る。さらに、授業のあり方のサブカテゴリーに着目して、来年度予定している面接調査の対象者となる教師の理論的サンプリングを行った。理論的サンプリングにあたっては、算数・数学の授業参観、授業実践に関する著書や雑誌論文、新聞記事の収集を行い、それらを検討して対象者候補を選定した。本年度は、大学生への面接調査の結果をもとに質問項目を作成し、約200名の大学生を対象として質問紙調査の予備調査を実施した。来年度は、予備調査の分析結果をもとにして本調査を実施する。また、算数の授業参観、授業実践に関する著書や雑誌論文、新聞記事からタイプの異なる教師を選定し、面接調査を実施した。対象者は小学校教員2名(A教諭、B教諭)、面接時間は一人あたり約3時間20分である。録音したデータを逐語録として起こし、分析の対象とした。修正版グランデッド・セオリー・アプローチによる質的分析を行った。まず、各教師の授業実践について分析し、モデル図を作成した。A教諭は、子どもが追求する楽しさを重視しており、子ども自身が問いをもち問題解決できるように、ほめて価値づける、考えをゆさぶるなどの教師の働きかけや授業構成の工夫があった。B教諭は、子どもがわかるできる喜びを大切にしており、子どものつまずきをなくすための手立てとして、自作プリントやミス分析の授業などの工夫があった。次に、両教諭のデータを合わせて、分析を行った。その結果、子どもをよくしたいという強い思い、間違いをポジティブにとらえる学級づくり、子どもの気づきや発見の重視、子どもをほめること、教師同士の学び合いなど、いくつかの共通点を見出すことができた。来年度は、さらに対象者を増やし、一般化を図っていく。算数・数学の学力や学習観に影響を及ぼす要因について検討するため、大学生への面接調査の結果を基に質問項目を作成し、576名の大学生を対象として質問紙調査を実施した。欠損値のあるデータを除きサンプル数を485として、共分散構造分析によるパス解析を行った。教材の工夫や学び合い、つまずきへの対応が児童に合ったペースの授業に影響しており、児童に合ったペースの授業をすることで学習意欲が高まり、学力や学習観に影響を及ぼすことが示された。また、算数の授業参観、授業実践に関する著書や雑誌論文、新聞記事からタイプの異なる教師を選定し、小学校教員3名を対象として面接調査を実施した。面接時間は一人あたり約3時間である。まず、各教師の授業実践について分析し、3つのモデル図を作成した。その後、3名の逐語録を基にして算数の授業のモデル図としてまとめた。その結果、次の6つのことが明らかとなった。1)算数の面白さや学ぶ楽しさを重視している。2)間違いやつまずきを肯定的にとらえ、子どもの学び合いを多く取り入れている。

3)子どもの気づきや発見が生まれる状況をつくり、算数的な価値に気づかせるようにする。4)できる子・できない子など、個への配慮を行う。5)ほめることを大切にし、評価の基準を示して自己評価・相互評価、教師による評価を行う。6)校内研修やサークル等において教師自身の学びを大切にしている。子どもの気づきや発見が生まれる状況をどのようにつくり出すかについては、各教師による違いが見られた。