hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニッチシグナル阻害によるCD34抗原陰性白血病幹細胞を標的とした抗体療法の開発

これまでに無血清培地を用いて純度の高い精製抗体を303-10抗体について42mg、303-23について33mg得ており、in vivo実験をおこなうのに十分な量を獲得している。さらに、303-23を白血病モデルマウスに投与することによりin vivoにおける抗白血病効果を確認した。これまでに6クローンのモノクローナル抗体の作製を行っている。予定通りNOG/NSGマウスを用いたin vivoでの抗白血病効果の確認実験をおこなった。NOG/NSGマウスに白血病細胞を移植し、翌日からマウスに303-23抗体の投与を開始した。抗体の投与量、間隔、期間を最適化する予備実験を経て、抗白血病効果を判定するための実験を行った。腹腔内注射により投与を行った。アイソタイプ抗体をコントロール群に同様の方法で投与した。10週間抗体を投与した後に解析を行い、抗体投与群でマウス体内で白血病細胞の増殖が著明に抑制されてることを確認した。以上より、おおむね順調に進展しているといえる。白血病幹細胞は、正常造血幹細胞の階層制と同様に、CD34+CD38-細胞分画に存在すると考えられてきた(Nature 367: 645, 1994)。しかし我々の提唱する正常造血幹細胞の新たな階層性モデル(Blood 101:2924,2003,plenary paper)に基づいて、CD34-HSCのleukemic counterpartとしてCD34-LSCが存在するとの仮説を立て、骨髄内直接移植法を用いたNOG/NSGマウスへのヒト白血病細胞移植実験によりそれを実証した。移植実験により白血病を再構成した白血病検体を免疫原として、Balb/cマウスに免疫を行い、回収したマウスリンパ球とマウス骨髄種細胞株(SP2/0)と融合させて抗体産生ハイブリドーマを作製した。これまでにALLに対する3クローン、CMLに対する3クローンのモノクローナル抗体を作製している。これらのうちALLに対する1クローン(303-23)について標的抗原(抗原X)が同定されているが、あらたに別のALLに対する1クローン(303-10)に対して標的抗原の同定を進めている。303-10抗体が強い結合性を示す細胞株KU812を材料として免疫沈降を行い、抗原バンドサンプルを質量分析した。その結果、抗原候補として抗原Yが示された。抗原Yについて複数の方法を用いて確認実験を行ったが、別の抗原であるZである可能性を示す結果が得られている。現在確定的な結果は得られていないが、Zは固形腫瘍治療において注目されている抗原でありさらに確認実験を進める予定である。303-23を白血病モデルマウスに投与することによりin vivoにおける抗白血病効果を確認した。303-23についてはヒトキメラ抗体の作製、及びCAR-T療法への応用のためのCARコンストラクトの作製を現在行っている。すでに、303-10抗体が強い結合性を示す細胞株KU812を材料として免疫沈降を行い、質量分析抗原Yが同定されている。リコンビナント蛋白を用いたELISAによる確認実験、ついで強制発現系を用いた確認実験を行う。その後、303-10抗体の特性の解析を行う。これまでに303-23抗体を用いて行ったin vitroにおける抗体添加実験の解析を303-10抗体を用いて行い、in vitroでの抗白血病効果を確認する。
超強塩基性領域において機能する新規元素認識型繊維状吸着材の開発

本研究課題は、放射線グラフト重合技術を駆使することにより、pH 15以上の超強塩基性水溶液中に含まれる極微量の金属イオンを吸着可能な新規金属吸着材の開発を目的としている。昨年度は、金属吸着機能を有する硫黄系配位子をポリエチレン製不織布基材上に固定化することにより目的とする金属吸着材の作製に成功した。しかし、検討したピペラジンを介する吸着材合成経路では、ピペラジンの自己架橋が起こるため硫黄系配位子の導入効率が10%以下と低く、実用的に十分な金属吸着容量を得ることができなかった。本年度(H30年度)は、ピペラジンの自己架橋を抑制可能な新規合成経路の探索を進めた。その結果、(1)ポリエチレン製不織布基材へのメタクリル酸グリシジル(GMA)のグラフト重合、(2) GMAグラフト鎖へのN-Boc-ピペラジン基の導入、(3) N-Boc基の脱保護化、及び、(4)脱保護処理したグラフト重合体の硫黄系化合物による化学処理といった4段階の反応により、ピペラジンの自己架橋を完全抑制することに成功した。作製した金属吸着材の鉛吸着容量は、1.06 mmol-Pb/g-吸着材となり、前年度作製した金属吸着材の約6倍の性能を示した(前年度:0.18 mmol-Pb/g-吸着材)。また、バッチ式吸着試験により金属吸着特性を評価したところ、Na < Mg、Ca、Co、Cd < Pb < Cuとなり、鉛や銅に対して特異的に選択性を有していることが確認された。N-Boc-ピペラジンを介する吸着材合成反応により、ピペラジンの自己架橋を完全抑制することに成功し、実用的な金属吸着容量を有する金属吸着材を作製することに成功した。また、各種金属イオンに対する選択性評価試験を実施したところ、本吸着材がナトリウムのような軽金属イオン存在下において、選択的に重金属イオンを吸着することを確認したことから、概ね順調に研究は進んでいると判断される。超強塩基性領域下における金属イオンの溶存形態、並びに、吸着材中における吸着形態を解析し、超強塩基性領域下における金属イオンの吸着機構の解明を図る予定である。線幅20 nm以下の配線パターンで回路を形成する先端集積回路(LSI)では、デバイス表面に付着したナノ粒子や分子・原子オーダーの極微小汚染が製品の歩留まりや信頼性に多大な悪影響を与える。特に、エッチング処理に用いるpH 15以上の高濃度アルカリ水溶液では、主成分のナトリウムイオンよりも8桁低いppb(μg/L)オーダーの濃度で溶存している金属イオンでさえ汚染源となるため、不純物濃度を1/1000のppt(ng/L)オーダーまで低減する必要がある。本研究では、放射線グラフト重合技術を駆使し、超強塩基性領域下において極微量の不純物金属イオンを除去可能な金属吸着材の創製を試みる。初年度(H29年度)は、重金属イオンに対して高い選択性を持つ硫黄系配位子を有する金属吸着材の作製を進めた。その結果、(1)ポリエチレン製不織布基材へのメタクリル酸グリシジル(GMA)のグラフト重合、(2) GMAグラフト鎖へのピペラジン基の導入、及び、(3)ピペラジン型グラフト重合体の硫黄系化合物による化学処理といった3段階の合成経路により、硫黄系配位子を有する新規金属吸着材の合成に成功した。作製した硫黄系配位子含有型金属吸着材の性能は、鉛水溶液を用いたバッチ式吸着試験により評価した。吸着材50 mgを100 ppm鉛水溶液50 mLに室温にて24時間浸漬した後、水溶液中に残存する鉛濃度をICP-OESにより測定した。その結果、作製した金属吸着材の鉛吸着容量は、0.18 mmol-Pb(II)/g-吸着材となり、鉛イオンに対して良好な金属吸着性能を示した。計画した検討実験に基づき、硫黄系配位子含有型金属吸着材を作製することに成功した。また、金属吸着試験により、本金属吸着材の有用性を示すことができた。また、各種金属イオンに対する選択性評価試験にも着手しており、概ね順調に研究は進んでいると判断される。

また、バッチ式吸着試験により金属吸着特性を評価したところ、Na < Mg、Ca、Co、Cd < Pb < Cuとなり、鉛や銅に対して特異的に選択性を有していることが確認された。N-Boc-ピペラジンを介する吸着材合成反応により、ピペラジンの自己架橋を完全抑制することに成功し、実用的な金属吸着容量を有する金属吸着材を作製することに成功した。また、各種金属イオンに対する選択性評価試験を実施したところ、本吸着材がナトリウムのような軽金属イオン存在下において、選択的に重金属イオンを吸着することを確認したことから、概ね順調に研究は進んでいると判断される。合成経路の最適化により、硫黄系配位子含有型金属吸着材の性能向上を目指しつつ、各種金属イオンに対する吸着容量や選択性に関する検討を実施する。また、超強塩基性領域下における金属イオンの溶存形態、並びに、吸着材中における吸着形態を解析し、超強塩基性領域下における金属イオンの吸着機構の解明を図る予定である。超強塩基性領域下における金属イオンの溶存形態、並びに、吸着材中における吸着形態を解析し、超強塩基性領域下における金属イオンの吸着機構の解明を図る予定である。研究室で既に所有していた物品(試薬等)を有効活用することにより、当初の予算から減額することができ、次年度使用額が生じた。また、無理して使い切るのではなく、次年度の予算と合わせて使用した方が効率的であると判断したため。本研究を遂行するためには、モノマー類などの試薬、及び、金属吸着試験用器具などの消耗品類が必要であり、それらの購入に充当する。また、得られた研究成果を学会等で発表するための旅費などに使用する予定である。【理由】研究室で既に所有していた物品(試薬等)を有効活用することにより、当初の予算から減額することができたため、次年度使用額が生じた。【使用計画】モノマー、合成用試薬、溶媒などの試薬類、金属吸着試験用器具などの消耗品類の購入、及び、学会参加のための旅費などに充当する予定である。
シンギュラリティと人類の生存に関する総合的研究

シンギュラリティ問題を体系的に考えるための基礎的問題群の洗い出しと、問題のマッピング、それぞれについて答えるための材料になる情報収集、文献の読み込み等の作業はほぼ終了した。こうした課題を果たそうとする中で、哲学とはいかなる営みかについての新しいモデルについて確信を深めることができた。それは、「概念工学(concept engineering)」と呼ぶことができる。シンギュラリティ問題を解くという作業は、知能、人間、機械、生命、agent、意思、意味、理解など広範な基礎的概念についての再定義を伴う。概念の改定・更新という哲学のこうした側面を表すために、「概念工学」という語は適切であろう。そうしたねらいから、戸田山と唐沢は、本年度に名古屋大学出版会から『〈概念工学〉宣言!』を編集・上梓した。本書においては哲学者と心理学者により3組のペアを構成し、それぞれが「こころ」「自由」「自己」というシンギュラリティ問題を考えるために重要な概念について概念工学的作業をじっさいに行い。唐沢と戸田山がそこから概念工学の方法論と問題点を摘出するという構成をとった。久木田は、人工知能およびロボットに倫理を実装させることに関する問題(それはシンギュラリティ問題の一つのコアとなる)に関する、現在のところ最も包括的な文献であるウォラックとアレンの『ロボットに倫理を教える:モラル・マシーン』を翻訳出版した。シンギュラリティ問題を考えるための基礎的問題群の洗い出しと、問題のマッピング、それぞれについて答えるための材料になる情報収集、文献の読み込み等の作業は順調に進捗した。副次的に「概念工学」というコンセプトについてまとまった考察と成果を出すことができた。研究分担メンバーにより、中間的成果を適宜国内外の学会等で発表することができた。編著書、翻訳書等の出版を行うことができた。若干、現場エンジニア等からの意見聴取が進んでいないところもあるため、「おおむね」順調に進展している、とした。現場エンジニア等からの意見聴取をさらに進め、これまでに蓄積した材料を元に、シンギュラリティ問題に関する包括的な解答を作成し提案する。総まとめのシンポジウムを開催し、各研究分担者による成果を発表し、フィードバックを受ける。シンポジウムの企画段階から、最終的な書籍化に向けた準備を進める。シンポジウムの成果とフィードバックを反映した論考をまとめ、書籍の形で出版するメドをつける。サブプロジェクト1)シンギュラリティ問題を明晰に考えるための基礎概念の分析・明確化シンギュラリティ問題を巡るこれまでの議論について、研究論文から一般書までを含む包括的な文献サーヴェイを実施した。議論をタイプ別に整理し、論者によって異なる意味で使われているために議論を混乱させる可能性のある基礎概念として、「知的」、「エージェント」、「システム」、「価値」、「シンギュラリティ」を抽出して、それぞれがどのような意味で用いられているかを整理した。サブプロジェクト2の前半)シンギュラリティ問題を体系的に考えるための基礎的問題群の洗い出しシンギュラリティ問題を巡るこれまでの議論の文献サーヴェイにより、「シンギュラリティ問題」の名の下に現にどのような問いが問われているのかを調査し、この問題を構成する互いに関係し合ったより小さな基礎的諸問題を抽出した。以上の作業を通じて、これまでの哲学系論文において、「シンギュラリティ問題」が論じられる際に、ある種のバイアスが存在していることが明らかになった。つまり、人間より「知的」な人工的システムが誕生した時点を「シンギュラリティ」として想定し、そこで起こりうる社会的・倫理的・価値的問題を考察するわけだが、その際に、人工的システムは直線的に進化し、人間は現在と同じままで留まるという非現実的な想定がなされているという点である。シンギュラリティ問題を明晰かつ実り豊かな仕方で考察するためには、よりrealisticなシナリオをまず描き出すことが重要であるとの知見を得た。この成果に基づく研究の方向性とアジェンダは、"Singularity" as an philosophical problemと題してCCPEA(韓国・ソウル大学)にて発表した。サブプロジェクト1)「シンギュラリティ問題を明晰に考えるための基礎概念の分析・明確化」に関しては、シンギュラリティ問題を巡るこれまでの議論について、研究論文から一般書までを含む包括的な文献サーヴェイを完了し、議論の整理、分析すべき基礎概念の抽出を完了した。この点に関しては、計画通りに進捗した。分析作業は若干遅れている。サブプロジェクト2の前半)「シンギュラリティ問題を体系的に考えるための基礎的問題群の洗い出し」に関してはシンギュラリティ問題を巡るこれまでの議論の文献サーヴェイを完了し、「シンギュラリティ問題」の名の下に現にどのような問いが問われているのかを整理できた。以上の作業を行う中で、当初予想していなかった、哲学系論文における「シンギュラリティ問題」の論じ方の「バイアス」が気づかれ、よりrealisticなシナリオをまず描き出す作業の重要性が認識できた。これは、本研究のアジェンダの若干の変更を促すものではあるが、その成果の質向上にプラスの影響をもたらすものである。以上を総合的に勘案して「おおむね順調に進展している」と自己評価する。本研究は、人類よりも知的な人工システムが技術的に可能になる日であるとされるシンギュラリティを巡り、その技術予測としての妥当性、そこで用いられる「人類よりも知的」の意味を明らかにし、その基礎作業の上で、なんらかの意味でのシンギュラリティが起こりうるという仮定にもとづき、予防的にシンギュラリティに人類はどのように対処すべきかを検討し、提言することを目指す。

平成29年度は、シンギュラリティの「哲学的問題」として(1)知能爆発の可能性(必然性?)を論証する回帰的議論は果たして妥当か。(2)知性・知能とは何か。そもそも機械はどのような心的能力をもちうるか。(3)知能爆発の結果、倫理や価値(真・善・美)はどうなるのか。(4)シンギュラリティ後の世界において、われわれ人間はどんな役割を果たせるのかという問題群を取り出した。また、これまでに「シンギュラリティ」について書かれた言説について包括的なサーベイを行い、技術予測、シンギュラリティ概念、知性の概念、コンピュータ観、人間観等にかかわる基礎的概念について、著者によって大きく異なることを見出し、それを整理し、「シンギュラリティ」についてどのように論じるべきかというメタ的・方法論的なことがらについて結論を得た。それは、研究代表者により『人工知能学大事典』の「シンギュラリティ」の項目執筆というかたちで発表された。その他、シンギュラリティについて考察するのに関わりをもつ副次的概念や問題(とりわけ機械が犯した失敗についての責任の所在、機械は責任主体になりうるかという問題)について、研究成果を得て、さまざまな媒体で発表した。個々の研究分担者の関心に応じてサーベイを中心とする研究をそれぞれ順調に進展させてきたが、まだ研究グループとしての総合的見解を深化させるには至っていない。今後は、総合に向かう試みに傾注する必要性があると認識している。シンギュラリティ問題を体系的に考えるための基礎的問題群の洗い出しと、問題のマッピング、それぞれについて答えるための材料になる情報収集、文献の読み込み等の作業はほぼ終了した。こうした課題を果たそうとする中で、哲学とはいかなる営みかについての新しいモデルについて確信を深めることができた。それは、「概念工学(concept engineering)」と呼ぶことができる。シンギュラリティ問題を解くという作業は、知能、人間、機械、生命、agent、意思、意味、理解など広範な基礎的概念についての再定義を伴う。概念の改定・更新という哲学のこうした側面を表すために、「概念工学」という語は適切であろう。そうしたねらいから、戸田山と唐沢は、本年度に名古屋大学出版会から『〈概念工学〉宣言!』を編集・上梓した。本書においては哲学者と心理学者により3組のペアを構成し、それぞれが「こころ」「自由」「自己」というシンギュラリティ問題を考えるために重要な概念について概念工学的作業をじっさいに行い。唐沢と戸田山がそこから概念工学の方法論と問題点を摘出するという構成をとった。久木田は、人工知能およびロボットに倫理を実装させることに関する問題(それはシンギュラリティ問題の一つのコアとなる)に関する、現在のところ最も包括的な文献であるウォラックとアレンの『ロボットに倫理を教える:モラル・マシーン』を翻訳出版した。
架線用ハ-ベスタ-の試作

わが国の山岳林、特に急傾斜地における伐出作業は機械の自動化が遅れ、重労働でかつ危険な作業の一つとなっている。現在の作業システムは、一般にチェ-ンソ-による伐倒・技払い、架線による全幹集材、盤台または立場における玉切りとから構成されている。この作業システムにおいて伐倒から玉切りまで機械により一貫した作業が可能となれば、作業員は重労働でかつ危険な作業から解放されるとともに、一貫作業により伐出作業時間の短縮が図られ、生産性の向上も期待されることとなるであろう。そこで今回は急傾斜地において伐倒から玉切りまで一貫しておこなうための機械、即ち架線用ハ-ベスタ-の試作をおこなうことにした。本機は架線上を無線によって自走する搬器部と木材の把持、伐倒、枝払い、玉切り等の機能を有する作業機部とからなるものとした。本機の試作は次のような順序でおこなった。先づ科学研究補助金の交付額を考慮して試作のための基本的な検討をおこない、搬器部と作業機部を決定し製作した。次に搬器部と作業機部とのマッチングをおこない、機能テストをおこなった。ついで実用化のため伐木造材に関する実験をおこなった。その結果、試作機は搬器走行、伐木、枝払い、玉切り等いづれも所期の目的をほぼ達成したものと思われる。今後の課動としては、(1)立木へのアプロ-チの時間を短縮すること、(2)追口切りの進行につれて立木の重量によりソ-チェ-ンのバ-の進行が因難となるため、その防止対策を講じること等があげられる。昭和63年度の研究実施計画に基づいて実施した結果は、概ね次に述べる通りである。(1)架線用ハーベスターの試作をおこなうために、先づ資料の収集から始めた。海外から収集したハーベスターに関する主な資料はVALMET,LOKOMO,TAPIO,OSA,等13機種である。(2)これらの資料をもとに、架線用ハーベスターの基本計画図の作成をおこなった。(3)試作機の一部である自走搬器の大きさの決定をおこなった。特に吊り上げドラムに関する検討、走行エンドレスドラムに関する検討、油圧装置に関する検討をおこない、設計図の作成をおこなった。(4)設計図に基づいて自走搬器を製作し、工場内で無線操動をおこない、機能試験をおこなった。(5)自走搬器の実験用索張りの検討をおこない、工場内で可変主柱を用いて実行した。(6)林内において自走搬器に関する実用化試験をおこなうための準備をおこなった。(7)伐倒および玉切用チェーンソーに関する所要出力の検討並びに枝払装置の所要出力の検討をおこなった。(8)(1)の資料を用いて作業機について検討した結果、TAPIOを一部改良して使用することが最適であるとの結論にたっし、輸入に着手した。しかし価格の交渉が難行し輸入がおくれた。(9)自走搬器を作業機とのマッチングについては4月以降におこなう予定である。以上述べたように、自走搬器については性能試験まで完了したが、作業機については性能試験までおこなうことは出来なかった。平成元年度の研究実施計画に基づいて実施した結果は、概ね次に述べる通りである。1前年度輸入がおくれた作業機の部分を自走搬器に取り付け、マッチングをおこなった結果次のような改良点が見い出された。(1)立木を把持するためにリモ-トコントロ-ルで作業機の方向を決定するためのロ-テ-タが必要である。(2)立木に対するアプロ-チ用索を自走搬器の下部央央に移動して取り付けることにより搬器のバランスをとる必要がある。(3)1人用可搬式チェ-ンソ-を用いた伐倒では、追口切りをおこなった後、契を入れて伐倒するが、本機においてもそれに相当するなんらかの装置が必要である。

2今回は上記の改良点について次のような対策をおこなった。(1)油圧ロ-テ-タを作業機上部に取り付けた。(2)アプロ-チ用ロ-プを自走搬器下部中央に移動するため設計変更をおこない改良した。(3)追口切り後、伐倒方向を決定するための装置については検討中である。3イワフジ機構(株)水沢工場敷地内の常設主柱に架線をかけ、自走搬器を走行させ、架線近くにセットした立木を用いて、(1)立木の根元に対するアプロ-チ、(2)伐倒装置の作動、(3)枝払い装置の作動、(4)玉切り装置の作動などをおこない機能検査をおこなった。その結果、諸装置はいづれもほぼ正常に機能した。以上改良の結果、最下検討中の伐倒方向決定装置を除いて、概ね本年度の研究目標は達成したものと思われる。前年度は無線自走式搬器部と作業機部とのマッチングをおこない,イワフジ工業(株)の工場にて搬器走行,技払い,玉切り等について作動試験をおこなったが,本年度は実用化という観点から,伐木造材試験をおこない,時間観測をおこなった。先づ立木を伐倒するために立木の前方約2.5mの位置に搬器を停止し,作業機に取り付けられた木材把持用のア-ムで立木を把持して追口切りを行ない,搬器直下まで全木材を吊り上げるに要する時間,即ち本機によって立木1本を伐倒するに要する作業時間,枝払いに要する作業時間および玉切りに要する作業時間等について測定した。供試木としては元口径1015cm,枝径1.5cm以下のスギを用いた。伐倒作業時間は平均1本当り88.1秒で、他の作業時間は前回の作動試験に比べ鋸断速度において50%のアップがみられた。以上のことから本試作の所期の目的は達したものと思われる。なお今後の改良点としては,立木へのアプロ-チと追口鋸断中および鋸断後のバ-の引き抜きを容易にすることがあげられる。それらについての対策としては(1)枝払い用ナイフのついた立木把持部を90°可変とし、即ちストロ-ク方向に向きを変換することにより立木アプロ-チを容易にする。又列間を考慮して枝払い用ア-ムを現在より長くすることにより立木へのアプロ-チを容易にする。(2)油圧ロ-テ-タと搬器部との間に油圧シリンタを設けることにより、契の機能を代行させ追口切りの際、バ-を抜きやすくする等があげられる。現在立木へのアプロ-チを確実にするため、搬器に内蔵したワイヤロ-プを利用しているが前述の改良により無線操作により全自動化をはかりたい。また樹高や直径,重量等の計測も可能な装置を本機に付加し、それによって素材生産量の処理もおこないたい。
新規脳傷害モデル「光傷害」における脳組織再生とネスチン陽性活性化アストロサイト

独自に開発した脳傷害モデル「光傷害マウス」は顕著な脳組織再生を示す。この再生部位には神経幹細胞マーカーであるネスチンを発現する活性化アストロサイトが集積することが見出された。この細胞の増殖を促進または抑制することにより、組織再生が促進または抑制されたことから、ネスチン陽性活性化アストロサイトは脳組織再生に主要な役割を果たすことが明らかとなった。また、この細胞は損傷の回復過程においてほとんどが除去されることが明らかとなった。これらのことから、ネスチン陽性活性化アストロサイトの増加と除去が脳組織の創傷治癒過程の重要な要因であり、診断と治療の有望なターゲットであることが示された。頭部外傷や脳梗塞といった脳傷害に伴う脳組織の変性と再生を治療によってコントロールすることは臨床上重要な課題である。しかし、臨床においてしばしば見られる脳組織再生は、これを再現する動物モデルが存在しないため、十分な研究が行われていない。我々が独自に開発した閉鎖性脳傷害モデル「光傷害」を組織学的に解析したところ、損傷周辺部位が再現性高く神経組織再生を示した。さらに、この再生部位にはネスチン陽性活性化アストロサイト(以下NRA)の顕著な集積が見られた。本年度はこれらの結果を報告するとともに、NRAが脳組織再生に果たす役割を解明するために、「NRAの運命決定」と「NRA除去が脳組織再生に与える影響」について実験的検討を進めた。神経幹細胞のマーカーであるネスチンを発現するNRAは多分化能を有し、脳組織再生に必要な神経細胞などの脳機能細胞を供給する可能性がある。この点を検討するため、ネスチンプロモーターの下流で不可逆的にGFPを発現するトランスジェニックマウスを利用してNRAを標識し、NRAの運命決定を行った。その結果、組織再生過程に伴って増加したNRAは損傷1ヵ月後には大部分が除去され、残ったNRAは正常アストロサイトに分化していた。このことからNRAは組織再生の足場として一時的に産生される細胞であることと考えられる。また、NRAが組織再生に必須であることを明らかにする目的でネスチンプロモーターの下流でStat3遺伝子を破壊するトランスジェニックマウス利用し、NRAの除去を行った。その結果、NRAの減少は損傷部位の拡大を引き起こした。このことからNRAが損傷部位における組織保護と組織再生の両方に不可欠であると考えられる。独自に開発した閉鎖性頭部外傷モデルである光傷害マウスでは、損傷周辺部位にネスチン陽性活性化アストロサイト(Nestin-expressing reactive astrocyte、以下NRA)が集積し、この部分で顕著な脳組織再生が見られる。NRAが脳組織再生に果たす役割を明らかにする目的で、遺伝子改変マウスを用いてこの細胞の運命決定、および選択的除去を行なう実験系を確立した。具体的にはネスチンプロモーターの下流でCreもしくはCreと改変型エストロジェン受容体融合タンパク質を発現し、これを利用してGFPを発現させたり、アストロサイト活性化において主要な役割を果たすSTAT3またはSOCS3遺伝子を破壊した。本年度までの検討により、GFPによって標識されたNRAは損傷の治癒に伴って減少し、神経細胞などの機能細胞二分化する事はないことが明らかになりつつある。また、STAT3遺伝子のNRA選択的破壊は、NRAの集積を阻害するとともに、損傷周辺部位の組織再生を抑制した。これに対してサイトカインによるSTAT3活性化を抑制するSOCS3の破壊はNRAの大きさと数を増加させ、組織再生を顕著に促進した。これらの結果から、NRAは損傷後に増加・集積することによって組織再生に主要な役割を果たす一方、組織回復後に除去されると考えられる。また、すでに顕著な組織再生が見られる光傷害マウスであってもSOCS3破壊では、再生の更なる促進が見られたため、薬物治療などによって回復の程度を高めることが可能であることが示された。我々が開発した閉鎖性脳傷害モデル「光傷害マウス」は顕著な脳組織再生を示すことから、この分野にブレークスルーをもたらす実験系として期待される。本研究により、脳組織再生部位には神経幹細胞のマーカーであるネスチンを発現する活性化アストロサイトが集積することが明らかとなった。ネスチン陽性活性化アストロサイトが脳組織再生に果たす役割を明らかにする目的で、ネスチン陽性細胞選択的にアストロサイトの活性化に必須であるstat3遺伝子を破壊したところ、この細胞が減少するとともに、組織再生が抑制された。その一方で、stat3活性化経路を抑制するsocs3を同様に破壊した場合、ネスチン陽性活性化アストロサイトの増加と組織再生の亢進が見られた。以上の結果から、この活性化アストロサイトは脳組織再生に必須であることが明らかとなった。

また、ネスチン陽性活性化アストロサイトを不可逆的にGFP標識することにより、この細胞の運命決定を行ったところ、損傷の回復過程においてほとんどが除去されることが明らかとなった。これらのことから、ネスチン陽性活性化アストロサイトの増加と除去が脳組織の創傷治癒過程の重要な要因であり、診断と治療の有望なターゲットであることが示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究はH23年度中に終了する予定であったが、我々の研究グループがH23年度より神戸大学で本格的に活動を開始したことや、共焦点レーザー顕微鏡の購入に際して機種の選定と導入に時間がかかったことなどから、H25年度に繰り越して行われた。しかし、結果的には予定していた実験的検討を完遂することができ、現在、学会や学術雑誌における発表の準備段階にある。これらの点から、現在の達成度は「やや遅れているが目的は十分達成されている」ということができる。計画段階で予定してた遺伝子改変マウスが十分な表現系を示さなかったため、一部変更を行なった。特にネスチンプロモーターにより発現させる遺伝子をCreからCreと変異型エストロジェン受容体に変更した。このために、交配や条件検討に、当初予定した以上の時間がかかっている。しかし、これらのマウスは十分な結果を生みつつあり、予定していた実験結果は得られる見込みである。H24年度に予定されていた実験的検討として、Stat3に対する抑制因子であるSocs3の破壊が脳組織再生に与える影響を光傷害モデルにおいて検討する。H23年度の結果から、Stat3の実験結果を補完する結果が得られると期待される。またH24年度は、あらたに組織再生部位における神経細胞の構造と機能の回復に関して組織学的、および生理学的検討を開始する。遺伝子改変マウスを利用した実験系が軌道にのった状況にあり、当初予定していた検討を進める。具体的には、NRAの運命決定の詳細と、NRA除去または増加が脳傷害の病態に与える影響を決定する。NRAの運命決定は、計画段階で神経細胞などの機能細胞に分化することを予想していたが、得られた結果によると、組織再生後に除去されることが明らかとなった。この点をふまえ、分化の詳細を決定するのではなく、除去メカニズムの解明を進める。
微細組織制御による発電用熱電変換材料の開発

Bi2Sr2Co2O9は分解熔融系であり、部分熔融状態から試料を徐冷すると、融液相と固体酸化物相の界面でBi2Sr2Co2O9相が包晶反応により再結晶化する。Bi2Sr2Co2O9結晶粒は熔解温度が高いほど大きくなった。また熔解温度が高いと分解熔融で生じるSr-Co-Oの粒径も大きくなった。徐冷により融液相とSr-Co-O相が反応し、Bi2Sr2Co2O9相へと変化するが、熔融時に生じたSr-Co-O相は徐冷後も残留することが分かった。しかし、その残留量は熔解温度が低い方が少なく、また粒径は小さくなった。また部分熔融法で作製した試料の焼結密度は、熔融状態を介さない固相焼結法で作製した試料よりも低く、多孔質となった。部分熔融法と固相焼結法で作製した試料の電気抵抗率は、熔融温度が923°Cで作製した試料で一番低くなった。これは固相焼結法(910°C)で作製した試料と比べ1/3程度の値であった。どちらの試料も焼結密度は同程度であるが、923°Cで焼成した試料にはSr-Co-O相も残留しており、電気抵抗率は増加しても良いと考えられる。しかし、部分熔融法で作製した試料では、Bi2Sr2Co2O9相の結晶粒径が大きくなっており、このため、電気抵抗率が低減した。熱伝導度は923°Cで分解熔融した試料で電気抵抗率が低減したにもかかわらず、固相焼結試料とほぼ同じであった。このことは、分解熔融によりフォノン散乱部位が導入されたことを示しており、残留したナノスケールのSr-Co-OとBi2Sr2Co2O9の界面がその機能を発現していることを明らかにした。この結果、無次元性能指数ZTは923°Cにて部分熔融法で作製した試料で最も高くなり、700°Cにおいて固相焼結試料の約4倍の0.28となった。この数値はBi2Sr2Co2O9多結晶焼結体で報告された試料のZTとして最も高い値である。26年度が最終年度であるため、記入しない。高温、空気中で高い熱電性能を発現するBi_2Sr_2Co_2O_9は、分解溶融系であり、熔融することでBi-richな融液相とSr-Co-Oで構成される固体酸化物相に分解する。この状態を部分熔融状態と言う。この状態から試料を冷却すると、融液相と固体酸化物相の界面でBi2Sr2Co2O9が再結晶化する包晶反応により、結晶粒の成長が進行する。本研究では、この反応を利用し、部分熔融時の固体酸化物相の粒径と分布状態を制御し、熱処理後も熔融時の固体酸化物相に由来する、ナノサイズの残留結晶がBi2Sr2Co2O9粒内に存在することを確認した。この部分溶融法により作製したバルク焼結体は、結晶判径が固相携結体よりも大きいため電気抵抗率が低減したにも関わらず、格子による熱伝導度が大きく低減した。その結果、部分溶融法により作製した試料の無次元性能指数ZTは、固相焼結法よりも約3倍大きくなった。部分熔融試料における格子熱伝導度の低減は、Bi_2Sr_2Co_2O_9中に存在するナノサイズの残留結晶の界面がフォノン散乱を増強するためであると分かった。室温100K付近の低温で優れた熱電特性を有するBiSb合金は、熱伝導度が高いことが課題であった。そこで、熱伝導度の低減を目指し、様々なプロセス技術でBiSb合金の合成を行った結果、放電焼紀を行う際、塑性変形する温度、加圧条件で焼結させると熱伝導度のみが改善し、室温付近でのZTが約2倍高くなることが分かった。透過型電子顕微鏡観察の結果、塑性変形焼結を行った試料では、多くの転位や格子欠陥が観られ、これらがフォノンの散乱点として作用していることが分かった。

これは固相焼結法(910°C)で作製した試料と比べ1/3程度の値であった。どちらの試料も焼結密度は同程度であるが、923°Cで焼成した試料にはSr-Co-O相も残留しており、電気抵抗率は増加しても良いと考えられる。しかし、部分熔融法で作製した試料では、Bi2Sr2Co2O9相の結晶粒径が大きくなっており、このため、電気抵抗率が低減した。熱伝導度は923°Cで分解熔融した試料で電気抵抗率が低減したにもかかわらず、固相焼結試料とほぼ同じであった。このことは、分解熔融によりフォノン散乱部位が導入されたことを示しており、残留したナノスケールのSr-Co-OとBi2Sr2Co2O9の界面がその機能を発現していることを明らかにした。この結果、無次元性能指数ZTは923°Cにて部分熔融法で作製した試料で最も高くなり、700°Cにおいて固相焼結試料の約4倍の0.28となった。この数値はBi2Sr2Co2O9多結晶焼結体で報告された試料のZTとして最も高い値である。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノサイズの結晶粒や転位、笹子欠損を制御できるプロセス技術を開発できた。またこれらのナノ構造が熱電特性の向上にも有効であることを不すことができた。今後は開発したプロセス技術で、量産が可能にしたい。さらに、性能を向上させた熱電材料で発電モジュールを作製し、性能向上を発電効率の値として実証したい。
セラミックス粒界における溶質偏析構造の原子レベル解析

本研究では、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)粒界におけるY粒界偏析構造について、電子顕微鏡観察を中心とした微構造解析を行うことで、セラミックス粒界の原子レベル溶質偏析挙動の解明を目指す。本年度の主な研究実績は下記の通りである。(1)YSZ単一粒界の作製及び構造解析。双結晶法を用いて、系統的に多様なモデル粒界(小傾角粒界と対称対応格子粒界)を作製した。走査透過型電子顕微鏡法(STEM)とエネルギー分散型X線分析法(EDS)を併用し、得られた転位列(小傾角粒界)と対称対応格子粒界におけるY偏析構造をナノスケールから原子スケールにて直接観察を行った。その結果、転位と粒界にYが偏析しており、転位近傍では引張応力によりYが偏析する、対応格子粒界では特定の原子サイトに偏析する傾向が確認された。転位に関する成果は論文として学術国際誌「Nano Letters」に掲載された。(2)原子分解能STEM-EDSを用いた粒界組成定量解析の検討。周期性が乱れた原子構造を有する粒界では、複雑な電子線チャネリングの効果により、STEMーEDSで得られる特定元素のX線強度は必ずしも元素濃度を反映する結果になるとは限らない。そこでマルチスライスをベースにしたSTEM-EDSのシミュレーションを用いて、既知のモデル粒界について計算を行った結果、粒界組成は電子線入射方位に強く依存する事が確認された。シミュレーション結果に基づいて実験条件を設計する事で、粒界組成解析が可能となることが示唆された。本成果は論文として学術国際誌「Ultramicroscopy」に掲載された。また双結晶作製の予備実験として、熱処理によるYSZ表面の組成解析を行った。X線光電子分光法により、表面付近のY偏析が確認された。表面は粒界形成とも密接に関連していると考えられるため、来年度も継続して解析を行う予定である。本年度は、主にYSZの小傾角粒界と対称対応格子粒界を対象とし、モデル粒界の試料合成および透過型電子顕微鏡法を中心とした微細構造解析を行い、当初に想定していた研究計画通りに進んでいた。YとZrのサイズミスマッチにより、転位におけるY偏析は転位周辺のひずみ場に起因する事が解明された。このようなY偏析とひずみ場は、転位の酸素拡散に大きく影響すると考えられる。この結果は論文発表につながった。(Feng et al. Nano Lett, 2019)。一方粒界においては、Yが特定の原子サイトに偏析している事が観察され、粒界の回転軸や粒界面にも強く依存している事が示唆された。また微分位相コントラスト法を用いて粒界局所ポテンシャルの計測を試みたが、粒界ポテンシャル変化と同時に回折によるコントラストが強く表れるため、今後さらなる検討が必要である事が示唆された。理論解析においては、マルチスライスに基づいたSTEM-EDSのシミュレーションを、特定の粒界に対して行い、STEM-EDS実験による粒界局所組成解析への影響を検討した。その結果、STEM-EDSによる粒界組成解析は、電子線チャネリング効果でアーティファクトを引き起こすが、計算と実験を併用することにより、粒界組成の計測が可能であることが明らかになった。(Feng et al. Ultramicroscopy, 2018)また予備実験において、YSZ表面におけるY偏析現象が確認され、当初期待していなかった成果となった。来年度では引き続き解析を行う予定である。以上の結果により、本年度の研究計画はおおむね達成されたと考えられる。来年度の研究計画は下記の通りである。(1)非対称粒界を作製する。これらの非対称粒界と、本年度に作製した多様なモデル粒界について、引き続きより詳細な電子顕微鏡解析を行っていく計画である。(2)理論計算により、粒界における原子分解能STEM-EDS定量解析手法の検討を行う。具体的には既知の偏析粒界モデルに対して、動力学効果を考慮したSTEMーEDSのシミュレーションにより、Yの濃度定量性について評価する予定である。(3)電子顕微鏡解析を用いてYSZ表面におけるY偏析構造の観察を行うことで、表面偏析メカニズムの解明を目指し、派生効果を狙う。

周期性が乱れた原子構造を有する粒界では、複雑な電子線チャネリングの効果により、STEMーEDSで得られる特定元素のX線強度は必ずしも元素濃度を反映する結果になるとは限らない。そこでマルチスライスをベースにしたSTEM-EDSのシミュレーションを用いて、既知のモデル粒界について計算を行った結果、粒界組成は電子線入射方位に強く依存する事が確認された。シミュレーション結果に基づいて実験条件を設計する事で、粒界組成解析が可能となることが示唆された。本成果は論文として学術国際誌「Ultramicroscopy」に掲載された。また双結晶作製の予備実験として、熱処理によるYSZ表面の組成解析を行った。X線光電子分光法により、表面付近のY偏析が確認された。表面は粒界形成とも密接に関連していると考えられるため、来年度も継続して解析を行う予定である。本年度は、主にYSZの小傾角粒界と対称対応格子粒界を対象とし、モデル粒界の試料合成および透過型電子顕微鏡法を中心とした微細構造解析を行い、当初に想定していた研究計画通りに進んでいた。YとZrのサイズミスマッチにより、転位におけるY偏析は転位周辺のひずみ場に起因する事が解明された。このようなY偏析とひずみ場は、転位の酸素拡散に大きく影響すると考えられる。この結果は論文発表につながった。(Feng et al. Nano Lett, 2019)。一方粒界においては、Yが特定の原子サイトに偏析している事が観察され、粒界の回転軸や粒界面にも強く依存している事が示唆された。また微分位相コントラスト法を用いて粒界局所ポテンシャルの計測を試みたが、粒界ポテンシャル変化と同時に回折によるコントラストが強く表れるため、今後さらなる検討が必要である事が示唆された。理論解析においては、マルチスライスに基づいたSTEM-EDSのシミュレーションを、特定の粒界に対して行い、STEM-EDS実験による粒界局所組成解析への影響を検討した。その結果、STEM-EDSによる粒界組成解析は、電子線チャネリング効果でアーティファクトを引き起こすが、計算と実験を併用することにより、粒界組成の計測が可能であることが明らかになった。(Feng et al. Ultramicroscopy, 2018)また予備実験において、YSZ表面におけるY偏析現象が確認され、当初期待していなかった成果となった。来年度では引き続き解析を行う予定である。以上の結果により、本年度の研究計画はおおむね達成されたと考えられる。来年度の研究計画は下記の通りである。(1)非対称粒界を作製する。これらの非対称粒界と、本年度に作製した多様なモデル粒界について、引き続きより詳細な電子顕微鏡解析を行っていく計画である。(2)理論計算により、粒界における原子分解能STEM-EDS定量解析手法の検討を行う。具体的には既知の偏析粒界モデルに対して、動力学効果を考慮したSTEMーEDSのシミュレーションにより、Yの濃度定量性について評価する予定である。(3)電子顕微鏡解析を用いてYSZ表面におけるY偏析構造の観察を行うことで、表面偏析メカニズムの解明を目指し、派生効果を狙う。本年度では、双結晶作製条件の探索が当初予定よりも早く実行できたため、初年度の購入計画にあった、一部のYSZ単結晶や熱拡散炉消耗品が不要となり、その残額を次年度に使用することとした。
廃棄物およびダスト中の重金属の塩化揮発に関する速度論的研究

本研究は,都市ゴミ焼却灰・飛灰や種々の産業廃棄物の無害化処理・有価資源リサイクルを目的とした高温乾式プロセスにおいて問題となる重金属酸塩化物の挙動に関する熱力学的ならびに速度論的解析を目的としたものである。本研究においては,まず鉛酸塩化物の熱力学的性質に関する過去の結果を,ポテンシャル状態図を基にしたプロセス解析の方法を示すとともに,計算状態図的アプローチにより固体酸塩化物系中間化合物ならびに酸塩化物融体の混合自由エネルギパラメータを推定した.次に,速度論的側面について検討し,固体あるいは液体純PbOの塩化反応について,上述の熱力学パラメータを利用した反応解析と塩化と蒸発反応の速度について実験的検討を行った.また、固体の純PbO上に塩素を含むガスを流すと,その塩素ポテンシャルおよび酸素ポテンシャルに依存して表面から酸塩化物系の融体が生じ、酸塩化物融体を通じた物質移動が生じる。現時点では、信頼できる速度論的パラメータが得られていないことと、融体中の物質移動を擬定常を仮定した解析が有効であることを考慮に入れ、物質移動の物性値を必要としない融体中で定常状態を仮定した解析を行った。解析においては、表面組成が気相と平衡していると仮定して、生成した酸塩化物融体中で定常濃度プロファイルを熱力学パラメータをもとにして描き、表面からのPbCl_2の蒸発現象を検討した。得られた結果より、PbO-PbCl_2系の強い親和力による熱力学諸量の非理想的振る舞いを反映した濃度プロファイルを示すことが明らかになり、またその原因が酸塩化物系平衡状態図に存在する中間化合物組成に対応したクラスタ形成である可能性を指摘した。本研究は,都市ゴミおよび産業廃棄物の減容化と無害化を目的とした乾式製錬技術を用いた中間処理・二次処理プロセスに関するものである.本研究では,特に二次処理において発生する残滓の最終処分において,溶出などによる環境汚染を引き起こす可能性のある重金属類の塩化揮発による除去という視点から,その熱力学的挙動と速度論の特徴を明らかにすること目的としたものである.重金属の塩化揮発反応においては(1)塩素源における塩素(HCl)発生,(2)重金属酸化物の塩化反応,(3)重金属塩化物の蒸発反応という各素過程が生じる.一方,蒸発した重金属塩化物は,反応路の低温部分で,気相中のH_2OまたはO_2と反応して一部が酸化物となり,塩化物と反応して凝縮した酸塩化物として析出する可能性がある.本研究では,(A)塩化揮発反応の熱力学的解析と速度論的研究(B)凝縮反応の過飽和度とその速度論的研究により,重金属酸塩化物の塩化揮発・凝縮反応の熱力学的解析による反応の駆動力の解析と速度論的研究による反応機構の解明を目指している.これまでに過去の速度論的データを基にして理論的解析を反応速度式を提案し,律速段階に関する検討を行った.塩化揮発反応では,温度と塩素および酸素ポテンシャルにより状況はおきく変化し,場合によって塩化物を含む熔融塩相が現れることが推断され,その物質移動が律速する可能性が指摘された.一方,凝縮反応では核形成のために大きな臨界過飽和度必要になる可能性が熱力学的解析により指摘された.また,凝縮反応については水蒸気と塩化鉛の反応を実験的に追求しており,高い水蒸気ポテンシャルにおいても塩化鉛は水蒸気と反応しないことが明らかとなっている.現在理論的考察を基にして,塩化揮発反応のパラメータを温度,HCl, H_2Oポテンシャルの関数として決定する実験が進行しており,反応機構に関する検討が可能になるものと期待される.本研究は,都市ゴミ焼却灰・飛灰や種々の産業廃棄物の無害化処理・有価資源リサイクルを目的とした高温乾式プロセスにおいて問題となる重金属酸塩化物の挙動に関する熱力学的ならびに速度論的解析を目的としたものである。
リフレクティブ・ナビゲーション戦略に基づく授業デザインと授業改善システムの研究

大学教育において、授業1回目のために学習者の反応を想定した授業方針(セルフ・ナビゲーションシート)を記述し、ベテラン教員に不足や偏りの指導を受ける(ナビゲーションシート)。そして、授業の終了時に、学習者が記述した「受講者自己評価シート」から学習者特性を把握し、授業を振り返り(リフレクションシート)、授業2回目のための方針(セルフ・ナビゲーションシート)を記述する。これらを15回の授業で繰り返すことで、教員は学習状況に対する偏った見方や不適切な判断、強すぎる思い入れなどをしないように、ベテラン教員の力を借りながら自分自身をナビゲートするという教育力向上に有用な授業改善システムを開発した。H24年度の成果は、1H23年度に開発した「気分、授業へ参加意識、授業への準備、授業への期待など」の状態を把握する「授業への気分・準備調査シート」を用いて授業実践を行ない、学習者のデータを得た。このシートは、「学生視点」から導き出した6つ質問項目(気分、授業への参加意識、授業への準備と結果、授業への期待と結果、授業内容に対する満足度、座席位置と選択の理由)を用いているのが特徴である。2次に、このシートから把握した学習者の授業時の状態を授業者の授業プランに取り込むために、あらたに「教案シート」を開発した。これは、授業全体の教案、指導方針、結果の記載を基本としている。授業の内容や科目の到達目標についてはシラバスに明記しているため、このシートには、シラバスに沿って、授業前には内容や手順、時間配分、準備物といった計画を、授業後には学生の理解度や気づいたこと、次週への注意などを記入するものである。さらに「授業への気分・準備調査シート」から得た学習者の情報なども記入し、翌週の教案に反映することで、高い学習効果を与えられる授業にすることができると考えたものである。3研究協力者らとともに、これらのシートで授業実践を行ない、データを得て、分析を行なった、この結果を論文に投稿した。また、「教案シート」にもとづく多人数型の授業における個別指導などの授業実践アイディアを研究協力者とともに国際学会で発表した。さらにこの成果を踏まえた研究内容で、研究協力者の博士号(情報学)取得に貢献した。これらの貢献の過程(公聴会や論文掲載など)により、理論的枠組みについての成果には、一定のものが得られたものと考えている。H25年度は、H23年度に開発したリフレクションシート(「授業への気分・準備調査シート」)と、H24年度に開発したセルフ・ナビゲーションシート(「教案シート」)を用いた授業実践のPDCAサイクルの確立を行なった。そこでは、実践した授業デザインへの効果を測定し評価する仕組みとして、ベテラン教員による内容の不足や偏りがないかなどを適切に指導チェックできるナビゲーションの手順を考え、それらのアイディアを論文として投稿した(論文名「一斉授業の中での受講状態の算出値から個人指導への試みー気分・満足度シートのデータを活用してー」および「受講生の授業参加意識に着目した授業分析手法における固有値の算出と比較」)。H23年度に開発したリフレクションシート(「授業への気分・準備調査シート」)は、「気分、授業へ参加意識、授業への準備、授業への期待など」の状態を把握するものであり、「学生視点」から導き出した6つ質問項目(気分、授業への参加意識、授業への準備と結果、授業への期待と結果、授業内容に対する満足度、座席位置と選択の理由)を用いているのが特徴である。H24年度に開発したセルフ・ナビゲーションシート(「教案シート」)は、授業全体の教案、指導方針、結果の記載を基本として、シラバスに沿って、授業前には内容や手順、時間配分、準備物といった計画を、授業後には学生の理解度や気づいたこと、次週への注意などを記入するものである。これには、「授業への気分・準備調査シート」から得た学習者の情報なども記入し、翌週の教案に反映することで、高い学習効果を与えられる授業にすることができるのも特徴である。以上のナビゲーション戦略に基づいた学習者特性の把握手法の成果を研究組織全体で今後も精査し、大学教員の教育力育成の一助として、大学教育に関係する各種学協会やWeb等で公開していく予定である。H23年度の目標は、学習者の「気分、授業へ参加意識、授業への準備、授業への期待など」の状態を把握する受講者自己評価シートを開発し、それを用いたプレ調査を実施し、本シートによる学習者状態の把握の実践性を確認し、評価するものである。具体的な成果としては、筆者らの先行研究で開発済みの教員視点からの調査シート「授業における体調・やる気・満足度の自己評価」を改良した。

これに加えて、今日のユニバーサルアクセス時代の学習者状況を踏まえて、「学生の考える学生が教員に伝えたいこと」に重きを置いた「学生視点」から導き出した6つ質問項目(気分,授業への参加意識,授業への準備と結果,授業への期待と結果,授業内容に対する満足度,座席位置と選択の理由)を用いて、「授業への気分・準備調査シート」を開発した。特に「授業への気分・準備調査シート」では、授業形態や学習環境などの使用状況に応じて使い分けを可能にするために、記入内容別に3つのタイプ(「予復型」,「手段型」,「回顧型」)と,データ読み取り別に2つの記入形式(「番号記入形式」,「マークシート形式」)を考案した。記入内容別の3つタイプは,(1)授業への準備内容が単に「予習または復習をしたのか」、(2)準備手段に何を用いたのか、(3)準備の内容については触れず、準備の有用性についてどうだったのか(準備が役立ったかどうかなど)である。これらの2種類のシートを3大学10科目で使用しデータを取得した。現在は、それらのデータの分析結果を評価検討中である。なお、プレ分析手法として、「学生個々の授業参加意識の遷移タイプを用いた学習者特性の把握手法」の研究も同時並行で行なっている。平成24年度の計画とした「把握した学習者の状態の授業デザインへの取り込み・授業実践」、「理論的枠組みの検証」、「実践(含む実践性の検証)」は、論文掲載で達成できた。平成23年度の計画とした「学習者の授業時の状態を把握する要因調査・シート開発・プレ授業実践・プレ分析手法」は、達成した。また、プレ分析手法の成果報告を年度内に行なった。開発したシートによるPDCAサイクルの確立を行なう。現在までに、セルフ・ナビゲーションシート(「教案シート」)、リフレクションシート(「授業への気分・準備調査シート」)は開発し、実践性を確認している。今後は、ナビゲーションシート(ベテラン教員による内容の不足や偏りがないかなどを検討し適切な指導)の仕組みを確立し、授業デザインへの効果を測定し評価する。改良した「授業における体調・やる気・満足度の自己評価」と、新たに開発した「授業への気分・準備調査シート」の授業使用で得られたH23年度のデータの分析結果から、把握した学習者の状態を、PDCAサイクルのごとく、H24年度の授業デザインとして、学習者の授業時の状態を、次の回の授業デザインに取り込む方法を定め、授業実践を行ない、それら取り込みの効果を確認する。具体的なPDCAサイクルでは、セルフ・ナビゲーションシート(担当教員による学習者の反応をいろいろ想定した授業方針)、リフレクションシート(「授業への気分・準備調査シート」から担当教員が学習者の状態を把握し、それらを用いた授業の振り返り)、ナビゲーションシート(ベテラン教員による内容の不足や偏りがないかなどを検討し適切な指導)の仕組みを確立し、授業デザインへの効果を測定し評価する。それらの結果を整理し、論文に投稿するとともに、代表者と分担者らが所属する研究団体等の協力を得て、大学での教育関係者を招き、公開で研究討論会を行ない、実践性の評価を行なう。ナビゲーションシート(ベテラン教員による内容の不足や偏りがないかなどを検討し適切な指導)の開発のために、大学でのベテラン教員を招き、公開で研究討論会を行なう。また、複数の教育系学会にも研究論文を投稿し、その評価を得て、教育手法の強化を行なう。これらの活動に、物品費、旅費、人件費・謝金、その他の経費をあてる。