hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザーアブレーション超微粒子の時間分解レーザープラズマ軟X線分光

本研究では、SiとCのレーザーアブレーション時のその場測定を0nsから120nsの範囲で試みてきた。その結果、この時間領域でおもに生成されているのは、Siに関してはSi原子と+イオンが、またCに関してはC原子と+、-のイオンが主であることが判明した。しかし、そのほかにもSiでは同定できなかったSiクラスターと思われるブロードな吸収線が見られ、一方、Cについても286eV付近にC_2またはC_3と思われる吸収線が観測された。そこで、高圧のHeガスのパルスをアブレーション粒子に吹き付け、超微粒子形成の促進を試み、吸収スペクトルの変化を調べた。その結果、Si表面から距離が1mmまでの領域では、ほとんどスペクトルに変化がみられなかった。即ち、超微粒子に対応した新しい吸収線は現れておらず、また前述のブロードな吸収線の増加も見られなかった。しかし、1、5mm以上離れた場所においては吸収スペクトルの変化が観測された。これは、Si粒子とHe原子の衝突過程でイオンの荷数が変化したものではなく、高圧のプルーム先端に押し集められたHeガスの高圧領域が発生し、その結果、プルームの膨張が押さえられ、Si原子と各Siイオンの空間分布が変化したためと考えられる。これらの結果より、超微粒子の形成は120nsまでの時間領域では起こっていないことが明らかになった。CのレーザーアブレーションとパルスHeガスの吹き付けの実験でも結果は同様である。以上の研究結果より、Heガス吹き付けを伴ったレーザーアブレーション時の超微粒子形成の動的過程を本実験手法で追跡するためには、数100nsから約1msの間の一層遅い時間領域を更に調べる必要があることが判明した。
堆積平野でのやや長周期地震動の高精度予測のためのデータベースの構築に関する研究

地震基盤までの地下構造探査,地震観測および地震動記録の解析,2次元,3次元波動伝播の数値計算を行うことで,やや長周期地震動評価のためのデータベースを構築することを目的とし,以下の成果を得た。1)やや長周期地震動予測のための地下構造モデル構築を目指して,微動アレイ観測や単点微動観測を行った。関東平野において3次元構造モデルを構築するために必要な地域,研究期間中に被害地震があった,十勝平野,中越地震震源域,また地下構造がまだ明らかにされていなかった地域,四国主要平野,庄内平野,秋田平野,鳥取平野において測定しモデル化を行った。上記の現地観測に基づく研究の他に,微動観測によって得られるレイリー波の位相速度の逆解析方法や地震観測記録から得られる物理量との同時逆解析方法などに要素技術の開発も行った。3)関東平野を対象として,2次元有限差分法を用いて,盆地端部から堆積層表面波が発生するメカニズムを明らかにした。さらに,地震波動場を完全に再現するために,3次元有限差分法を用いた地震動シミュレーションを行った。得られたモデルの妥当性も検討するために中小地震のシミュレーションを行い,観測記録の特徴をある程度まで再現できたが,詳細な一致には,モデル修正などの検討が必要であることを示した。本研究では、地震基盤までの地盤構造探査、地震動の観測および記録の解析、3次元波動伝播の数値計算を行うことで、やや長周期地震動評価のためのデータベースを構築することを目的とする。以上の目的を達成するため、本年度は以下の項目について検討を行った。1)関東平野全域の地震動シミュレーション解析関東平野を対象として、既往文献および調査結果の整理を行い地震基盤に至るまでの関東平野の3次元地下構造モデルを構築した。得られたモデルの妥当性も検討するために中小地震のシミュレーションを行った。やや長周期地震動の再現性に着目し、いくつか提案されている既往のモデルとも比較検討した結果、微動探査によるモデルが地震動予測に適当であることを明らかにした。また、全国展開することからデータ密度の不足により3次元地下構造モデル構築が困難になる場合も想定し、できるだけ単純な1次元地下構造モデルの有用性も加えて検討した。2)常時微動アレー観測による地下構造探査やや長周期地震動予測のための地下構造モデル構築を目指して、常時微動アレー観測を行った。対象地は観測時に地下構造が明らかにされていなかった金沢平野と秋田平野である。当該地周辺の地震記録も併せて解析し、データベースを作成する予定である。3)盆地端部での地震観測やや長周期地震動の主な成分である表面波が平野中心に辿り着くまでにどのように生成されて、どのように増幅されるのかを検討するために、関東平野端部で地震観測を開始した。観測は関東平野を対象としているが、盆地端部の形状による地震動への影響を明らかにすることにより、他地域への応用を考えている。1)やや長周期帯域に見られる地震動特性と地震動シミュレーション解析関東平野でのやや長周期帯域での卓越周期について、観測した地震動記録から千葉県の姉ヶ崎周辺において10秒以上まで延びており、東京湾西側沿岸と比べると長くなっていることを明らかとした。また、堆積層表面波生成に寄与する盆地端部の地震動増幅についても、地震動シミュレーション解析からその性状について考察を行った。対象地は観測時に地下構造が明らかにされていなかった松江平野と出雲平野と讃岐平野である。また、2003年に発生した被害地震の被災地周辺(宮城県北部の地震の震源域、北上低地帯、十勝平野)についても微動アレー観測と単点微動観測を行い、被害や地震動との関連性について検討を行った。さらに当該地周辺の地震記録も併せて解析し、データベースを作成する予定である。

3)地震観測昨年度、微動アレー観測を行った秋田平野で、地震観測を開始した。当該地周辺では地震観測点が少なく、本研究で得られる観測記録は貴重なデータとして提供されるものと考えられる。また、2003年の被害地震で7月26日に発生した宮城県北部の地震と9月26日に発生した十勝沖地震の震源近傍で、余震観測を行った。ここでの観測は地盤震動増幅について注目しており、被害と地震動増幅の関連性を探るための基礎資料として位置づけられる。本研究では、地震基盤までの地盤構造探査、地震動の観測および記録の解析、3次元波動伝播の数値計算を行うことで、やや長周期地震動評価のためのデータベースを構築することを目的としている。以上の目的を達成するため、本年度は以下の項目について検討を行った。1)やや長周期帯域の地震動特性本研究の初年度から継続的に行っている関東平野南西部で2004年9月紀伊半島沖の地震をはじめ、いくつかの地震記録が蓄積されてきたので、そのデータを基に関東平野南西部のやや長周期地震動特性の特徴を見た。地震動シミュレーションと観測された地震波形を照らし合わせて、地震波がどのように伝播し、やや長周期地震動を特徴づけているかの検討を行った。それと、現在得られている地下構造モデルで、関東平野のやや長周期地震動が説明できるかの試みを行っている。1次元増幅だけでは過小評価となり、その上にかかってくる2次元、3次元的な増幅効果の特徴を見ている。2)常時微動アレー観測による地下構造探査関東平野では、地下構造モデルが構築されつつあるが、北関東の方ではそれらを構築するためのデータが足りないため、北関東を中心とした、関東平野でデータが不足している地域の微動アレー観測をした。また、2004年新潟県中越地震で被害のあった小千谷市を中心に微動アレー観測、単点微動観測を行い、被害や地震動との関連性について、検討を行っている。3)地震観測昨年度の関東平野と秋田平野における地震観測は継続して本年度も行っている。また、2004年新潟県中越地震で被害のあった小千谷市を中心に余震観測を行った。この余震観測は地盤震動増幅ついて着目しており、得られたデータは被害と地震動増幅の関連性を探るための基礎資料として位置づけられる。やや長周期地震動は震源規模によらず増幅特性は安定しており、平野と震源の位置関係によって増幅特性が決まることを示した。やや長周期地震動記録の重要性と、それが長周期地震動評価に極めて有効であることを指摘した。2)常時微動アレー観測による地下構造探査本年度は前年度までに観測した微動アレーデータの解析を行い、地下構造を作成することを中心に進めた。
芳香族アミノ酸アミノ基転移酵素の基質認識機構

アミノ基転移酵素のほとんどはモノカルボン酸である中性アミノ酸とジカルボン酸である2-オキソグルタル酸のアミノ基転移反応を触媒する。本研究はこのような全く性質の異なる基質が一つの活性部位で認識される機構を大腸菌芳香族アミノ酸アミノ基転移酵素(ArAT)について研究することを目的とするものである。1.ArATの二種の基質(ジカルボン酸基質と芳香族基質)のうち,ジカルボン酸基質はArg292(遠位カルボキシル基)とArg386(近位カルボキシル基)によって認識される。同残基からAsn194を介して補酵素PLPの3'-Oに至る水素結合ネットワークは基質の結合に伴ってPLPの電子状態が触媒に最適化する機構において中心的な役割を担っている。これはα-カルボキシル基がすべてのアミノ酸基質に共通の構造であり,α-カルボキシル基による反応促進機構がアミノ基転移酵素に普遍的なものであることを反映している。2.β-ヒドロキシル化偽基質と野生型およびTyr70Phe置換型ArATの反応の解析により二種の基質は同一のコンフォメーションでArATに結合することが判明した。また芳香族基質認識時にはArg292側鎖は酸性基質認識時とは異なるコンフォメーションをとる必要があることが判明した。3.Arg292変異酵素と基質の反応の解析により、Arg292のグアニジノ基の存在が基質芳香環の認識に重要であること,すなわちArg292の側鎖が基質芳香環結合部位の一部を構成するか,あるいはその形成過程において必須であることが明らかになった。4.上述の知見を更に原子レベルで追及するためにX-線結晶解析が不可欠であり,そのために良好な結晶を得ることのできる酵素としてParacoccus denitrificans酵素が最適であることを見出だし,現在同酵素単独および基質アナログ結合時の立体構造を解析中である。芳香族アミノ酸アミノトランスフェラーゼ(ArAT)におけるジカルボン酸基質および芳香族基質の基質認識機構を,構造上関連の深いアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AspAT)と比較しつつ解析し,以下の知見を得た。1)二種の基質に共通の構造を認識する装置として,基質α-カルボキシル基と相互作用するArg386からAsn194を介して補酵素PLPの3′-Oに至る水素結合ネットワークの役割を明らかにした。基質の結合は主としてこのネットワークを通じてPLP-Lysシッフ塩基のpKaを高め,それによって基質のアミノ基からプロトンがシッフ塩基に移り,基質と補酵素両方の活性化が同時に起こることを,Arg386・Asn194の単独・二重変異体についての分光学的解析によって示した。2)基質側鎖の認識部位の解析を行った。ジカルボキシル基質の遠位カルボキシル基はAspATと同様にArg292によって認識されることを確認した。基質アナログのβ-ヒドロキシアスパラギン酸およびβ-ヒドロキシフェニルアラニンとArATの反応を調べたところ,両者とも同様の特徴的な500nmの吸収を示し,この吸収はいずれもTyr70→Phe置換によって消失することからβ-ヒドロキシル基とTyr70の相互作用が考えられ,ジカルボキシル基質と芳香族基質はArAT活性部位で同じ配向をとり,芳香族基質の芳香環はArg292の近傍に位置することが判明した。さらにArg292置換酵素と芳香族基質の反応の解析により,Arg292の側鎖が基質芳香環結合部位の一部を形成していることが明らかとなり,Arg側鎖がグアニジノ基部分と脂肪族部分を基質の種類に応じて使い分けているという新しい基質認識機構の可能性が指摘された。

3)アミノトランスフェラーゼの反応機構解析のために不可欠である立体構造の解析について,大腸菌AspATは解析が進み,ピリドキサミン型酵素の構造をはじめて明らかにすることができた。一方大腸菌ArATはようやく再現性よく単結晶を得ることができるようになったが,X線解析に耐えうる良質の結晶を得るに至っていない。現在結晶化条件の検討を続けているが,良質の結晶が得られない理由として大腸菌ArATの蛋白質としての特性も考えられる。そこで近縁種のサルモネラ菌のArATを大腸菌酵素と平行して結晶化を進めることを目的にそのクローニングを行った。現在得られたクローンについてその一次構造を解析中である芳香族アミノ酸アミノ基転移酵素(ArAT)の基質認識部位の構造については,平成6年度のβ-ヒドロキシアミノ酸と野性型およびY70F変異体を用いた研究により,ジカルボキシル基質のカルボキシル基結合部位であるArg292の近傍に芳香族基質側鎖の結合部位が存在することが示された。そこで、Arg292を他のアミノ酸残基に置換した酵素を作製して,その芳香族基質との反応の変化を調べたところ,中性アミノ酸残基への変異によりk_<cat>は変わらなかったが,K_mが10倍上昇した。この結果,Arg292がジカルボキシル基質のカルボキシル基のみならず,芳香族アミノ酸の芳香族側鎖の認識u関わっていることが示された。また,同様の正電荷をもつリシン残基に置換するとk_<cat>は変わらず、K_mが100倍上昇したことから,Arg292のグアニジノ基の存在が基質芳香環の認識に重要であることが示された。このグアニジノ基の芳香環認識への関与がどうなっているか,また酸性基質に厳密な特異性を示すアスパラギン酸アミノ基転移酵素のArg292との機能上の違いは何であるかが,次の課題となった。このため,基質(類似物)結合状態でのArATの立体構造情報が不可欠であるが,当初予定していた大腸菌ArATの結晶化は困難であることが判明した。そこで,種々の菌種のArATを研削したところ,Paracoccus denitrificansのArATがX線解析に供しうる良好な結晶を形成することができたので,現在本酵素と芳香族基質の相互作用を構造と反応の両面から解析中である。芳香族アミノ酸アミノ基転移酵素(ArAT)は芳香族アミノ酸のみならずアスラギン酸等の酸性アミノ酸をも基質にするという極めて特徴的な基質認識機構を有する。平成8年度までの研究結果により,酸性アミノ酸の遠位カルボキシル基と同一の部位に芳香族アミノ酸の芳香環が結合し,Arg292が基質の種類によってその側鎖の位置の切り替えを行っていることが判明した。この292位残基に要求される構造的特性を調べた結果,Arg側鎖でなければならないこと,すなわち側鎖のグアニジノ基がArATの他の部分との相互作用を通じて基質の種類に対応した側鎖の適正な配置をもたらしていることが示された。この機構を詳細に明らかにするために大腸菌ArATについてX-線結晶解析を試みたが,良好な結晶を得ることが出来かなった。ParacoccusdenitrificansのArATをクローニング・大量発現・精製したところ,良好な結晶を得ることが出来たので,本Paracoccus酵素について研究を進めることにした。
ISXに着目したヒト胃オルガノイド発癌モデル作成と胃癌治療への応用

本研究の目的はISXにヒト胃オルガノイド発癌モデルを作成し、胃癌治療への応用につなげることである。臨床研究として倫理委員会から承認を受け、胃内視鏡時のヒト胃検体を取得し、ヒト胃オルガノイド培養を行った。作成したヒト胃オルガノイドを用いて胃発癌モデルの作成を試みた。作成したヒト胃オルガノイドは癌組織ではないため長期継代が難しいという問題が明らかとなり、条件検討を続けている。作成したヒト胃オルガノイドは癌組織ではないため長期継代が難しいという問題が明らかとなり、条件検討を続けているため。ヒト胃オルガノイドの長期継代の条件検討を行う。現状で行えている短期継代を用いたモデル作成と検討を試みる。長期継代の条件検討の段階にあり、長期継代を実施するための人件費は次年度以降で使用する計画とした。
ビジネス英語能力の明確化－大学生のためのＣａｎ－Ｄｏ　Ｌｉｓｔ作成

本研究では、1)ビジネスパーソンのニーズ調査、2)英語ビジネス・プレゼンテーション能力、3)会議での英語コミュニケーション能力の調査を行った。1)では、海外に進出する企業のインタビュー調査を中心に、2)では、大学対抗の英語ビジネスプレゼンテーション・コンテストを実施し、ビジネスパーソンと大学教員の評価観点の違いを分析した。さらにアンケート調査を行い、大学生のためのCan-Doリストを作成した。3)では、会議のシミュレーションを行い、発話交替に影響を与える要因を分析した。これらの結果は、語学教育エキスポやAILAを始めとする学会で発表するとともに、研究成果報告書(128頁)にまとめている。2年目である平成25年度は、ビジネス英語能力の中でも特にプレゼンテーション能力に焦点を当てた。まず、24年度3月に早稲田大学にて行われた「語学教育エキスポ2013」で大学生による英語ビジネスプレゼンテーション大会を行ったが、そこで得られた評価結果から、ビジネスマンと英語教員の間に、異なった評価傾向があることを分析した。さらに、このプレゼン大会の様子を基に、ビジネスマンによるFocus Groupも実施し(平成25年度12月)、そこでもデータを収集した。これらの意見を基に、25年度3月にも「語学教育エキスポ2014」に参加し、英語ビジネスプレゼンテーション大会を行った。ここでは、プレゼンテーション大会に続き、ビジネスマン、英語教員によるパネル・ディスカッションも実施し、ビジネスマンからは、現在ビジネスで必要とされている英語能力と問題点について、英語教員からはESPを教える際の問題点について議論を行った。これらビジネスマン、英語教員および大学生より得られた評価結果を、最終年度である26年度にAILA(8月にブリスベンにて開催予定)で発表する予定。また、この英語ビジネスプレゼンテーション大会は、教育効果も高く、出席した学生および英語教員から高い評価を得た。今後も形を変えて継続していく予定である。本研究は、ビジネス英語能力を体系的に把握するため、ビジネス現場、大学、学生の3分野によるニーズ分析を行い、大学生が具体的に何をできるようになればいいかという目標設定とCan-Do List作成を目的としている。初年度である24年度は、ビジネス現場でのニーズ分析を中心に研究を進めた。特に、海外に進出する伝統産業で必要とされる英語力、また海外に進出する日本企業で必要とされる英語力について、インタビュー調査を行った。それぞれ、京都、ドイツに出張してインタビューを実施している。この成果は、国際ビジネスコミュニケーション学会(JBCA)の全国大会およびABC(Association for Business Communication)の世界大会にて発表を行い、現在論文を執筆中である。またビジネス英語能力の中でも、初年度としてプレゼンテーション能力に焦点を当て、3月に早稲田で行われた「語学教育エキスポ2013」という研究発表会にて、学生による英語ビジネスプレゼンテーション大会を行い、学生に発表(実践)の機会を与えるとともに、ビジネスマンにも評価に参加してもらい、現場の目からのフィードバックをしてもらった。また、大学教員とビジネスマン、学生の評価の差異を観察するため、当日アンケートを実施した。この結果は、今後、AILAなどの世界大会で発表していく予定である。さらに、2年目の計画である、会議の発話交替に関する能力については、すでに12月にパイロット的にデータを収集し、3月のABC大会(アジア・パシフィック大会)にても発表を行った。本科研費研究「ビジネス英語能力の明確化ー大学生のためのCan-Doリスト作成」では、ビジネスパーソンのニーズ調査から研究を開始し、ビジネス英語の重要な柱である、プレゼンテーション能力、会議での英語コミュニケーション能力へと研究を進めた。最終年度となる平成26年度は、特にプレゼンテーション能力に焦点をあて、ビジネスパーソンと大学教員の評価観点の違い、および教室内での指導方法について研究を進めた。また、研究成果報告書として128ページにわたる報告書を完成させた。本科研では、語学教育エキスポ2013、言語教育エキスポ2014(いずれも早稲田大学にて開催)において、大学対抗の英語ビジネスプレゼンテーション・コンテストを実施し、英語教員のみならず、ビジネスパーソンからもコメントをもらう実践的な機会を提供し、その際評価に使用された評価表より、両者の評価観点の違いについて分析を行った。その結果、ビジネスパーソンが、プレゼンテーションの内容(ビジネス上のアイデア)やパフォーマンス面を重視するのに対し、大学教員は英語面(とくに文法や語彙の使用のミスなど)に注意しがちなことが明らかになった。さらに、評価表を基に最終的なアンケートを作成し、ビジネスパーソンと大学教員の両方に実施した。アンケート結果からは、「パフォーマンス」「構成」「的確さ」「ビジネス的要素」「印象」の5因子、23項目が抽出され、英語ビジネスプレゼンテーションのためのCan-Doリストとして、言語教育エキスポ2015で報告した。教室内の指導については、学生のメッセージ構成の問題点や、パワーポイントの作成を通じてメッセージ構成や表現を教えていく方法などを、実例を交えながら、研究成果成告書の中で報告している。英語教育異文化間コミュニケーション国際ビジネスコミュニケーション本研究の目的は、会議・プレゼンテーションなどのビジネスに必要となる英語力を分析し、最終的にCan-Do Listを作成しようというものである。

二年目である昨年は、実際に英語を使用するビジネスマンと英語教員との間の評価における差(傾向)を観察することができ、最終年度のCan-Do List作成につなげていくことができる。また、実際に、大学を超えて学生のプレゼンテーション大会を開催できたことは、教育効果という点からも大きな意義があったと思う。本研究の目的は、会議、プレゼンテーションなどの、各々のジャンルで具体的な問題点と必要となる英語力を体系的に分析することである。初年度の目標であるプレゼンテーション能力については、重要なデータを収集できたこと、また、実際に学生のプレゼンテーション大会を、研究会の一部として催せたことは、大きな成果であると言える。昨年度3月に早稲田で行われた「語学教育エキスポ2014」の中で実施した学生による英語ビジネスプレゼンテーション大会では、ビジネスマン、英語教員、および学生より評価表を集めることができた。今年度はこの分析を行い、再度ビジネスマンによるFocus Groupや、ビジネスマン、英語教員、学生にアンケート調査などを行い、Can-Do Listの最終案を提出する予定。25年度は、24年度に得られた、学生のプレゼンテーションに関する教員、ビジネスマンの評価を詳細に分析し、Can-Do Listのたたき台を作成し、それをビジネスマンに再評価してもらって完成させたいと考えている。また、プレゼンテーションよりも、自由な発話が必要となり、より高度な能力とされる会議での発話能力については、昨年度のパイロット的なデータに基づいて分析し、こちらもCan-Do List作成に着手していく予定である。研究協力者による、大学および学生へのアンケート調査も本格的に始める予定。物品費購入と人件費の使用が、見積もりを下回っていたため25年度に積み残しとなった188,446円と予算額1,200,000円については、以下のように計画している。海外の学会出席約600,000円、国内の学会出席約100,000円、印刷代(最終年度研究報告書作成)約400,000円、ビジネスマンFocus Group実施(謝金)約100,000円備品約100,000円文具残り約88,446円平成24年度は、当初予定していたビジネスマンのフォーカス・グループが行えなかったことなどにより、積み残し額が419,925円となった。平成25年度には、この積み残し額と予算1,100,000円(直接経費)を以下のように計画している。
アンモニアをキー物質とするゼロエミッション化

熱水条件下の希薄アンモニアあるいはアミン水溶液をポリエステルやポリカーボネート樹脂と接触させることにより、これらの樹脂のモノマー化を行い、ほぼ理論収率に近いモノマー収率を得た。モノマー収率を基準とした反応率は、表面反応モデルで記述でき、種々の反応条件における反応速度を求めた。本反応系は塩基性下での加水分解が主ではなく、アンモニア/アミンの反応剤としての働きによることを実験的に明らかにした。本年度は、アンモニア分子が反応剤として作用していることの実験的な検証と、アンモニア以外の反応剤としてアミン類の有効性について実証した。昨年度、ポリエステル樹脂のモノマー化について、アンモニア熱水の有効性を実証したが、その反応機構は不明であった。ポリエステル類は酸性あるいは塩基性下でも加水分解が起こるので、モノマー化の反応はアンモニアの反応性に起因するのか、それとも塩基性によるのかが問題であった。そこで、半回分式反応器を用い、熱水条件下、硫酸アンモニウム水溶液に異なる濃度の水酸化ナトリウム水溶液を混ぜてポリカーボネート樹脂(PC)と接触させ、PCのモノマー化を行った。硫酸アンモニウム水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を混ぜると、水酸化ナトリウムと等量のアンモニアが生成する。溶液中に存在するアンモニア分子とアンモニウムイオンの量を推算し、モノマー化の反応速度がアンモニア発生量に比例して増大することを実験的に示した。このことより、塩基性ではなく、アンモニア分子がもつ反応性に起因することを確認した。また、アンモニウムイオンの多寡にはよらず、アンモニア分子の量が重要であることが分かった。この結果については、報文として現在投稿中である。また、アンモニアだけでなく、熱水条件下の各種アミン水溶液も有効であることを示した。反応速度は、アミン分子の反応性だけではなく、ポリマーの分解時に生成する中間生成物の安定性に起因することを示した。昨年度までは純粋な樹脂試料を用いたが、本年度は各種実製品を用いた。種々の添加物を含む実製品であっても、モノマーは8090%程度回収でき、反応速度も純粋な試料と同じく、表面反応モデルで記述できることを示した。より広範囲な反応条件下でアンモニア熱水の有効性を検証することを目的とし、特に、本年度はポリカーボネート(PC)とポリエチレンテレフタレート(PET)のモノマー化について、モノマー収率および反応速度を測定した。また、合わせてアンモニアだけでなく種々のアミンを求核剤として用い、その有効性を実証した。PCについては、ペレットを試料とし半回分式反応器で、種々の濃度のアンモニア熱水を反応溶媒として用い、433 K473K、10MPaでモノマー化を行った。反応速度は反応率のほぼ全域でモノマーであるビスフェノールA収率の経時変化を表面反応モデルで記述できた。NaOHの場合と比較するとアンモニア熱水の反応速度は1016倍大きく、アンモニアとNaOHともに、反応速度はその濃度に比例した。硫酸アンモニウム水溶液にNaOH水溶液を混合することで、発生アンモニア量を調節し、反応速度に及ぼすアンモニア濃度の影響を調べた。その結果、PCのモノマー化はアルカリ加水分解ではなく、アンモニアによる求核反応であることを示した。ポリエチレンテレフタレート(PET)についても同様に半回分式反応器を用い、種々の反応条件下で収率と反応速度を測定した。モノマー収率はPCの場合と同様、ほぼ理論収率近くの値を得た。また、反応速度は表面反応モデルで記述でき、この場合も反応速度はアンモニア濃度に比例した。PCの場合との違いとして、生成モノマーであるテレフタル酸とアンモニアが反応して、ごくわずかアミド化合物が生成することがわかった。PVCの脱塩素化について、回分式反応器では、反応の進行とともに反応器内に蓄積した塩素のために、反応速度の著しい低下が見られた。脱離した塩素イオンが系外に直ちに取り除かれる、半回分式反応器による脱塩素化反応データが必要であることが判明した。本課題目標であるポリエステルやポリカーボネートのモノマー化とポリ塩化ビニルの脱塩素化の両反応系についてアンモニア熱水の有効性を実証し、速度データとモノマー収率あるいは脱塩素化率の向上を目指すものであるが、本年度、PETやPC試料について、精度よく反応速度のモデル化に成功し、低反応率から90%以上の反応率までのほぼ全域で測定データをよく再現でき、反応過程を忠実に再現できた。また、モノマー回収率もPETやPCともに純試料ならば90%以上に達し、ポリマーのモノマー化の課題については、目標以上の成果が得られていると考えている。もう一つの目標であるPVCの脱塩素については、予備実験は行ったが、H24年度集中的に実験を行う予定である。引き続き、ポリマーのモノマー化については、純試料の他に、実際の製品についても試験し、純試料同様の成果が得られるかを検証する。これまでの知見として、酸や塩が存在するアンモニアの解離度が増加する条件下では、反応率の低下が観測されているので、これら夾雑物の影響を定量的に評価する方法を構築する。

具体的には、半回分式反応器を用いた夾雑物の影響のない条件での収率と速度データを収集し、その後、種々の濃度の夾雑物存在下の結果とを比較する。また、研究の過程で、アンモニアの他に種々のアミン類もポリマーのモノマー化に有効であることが分かったので、種々のアミン添加熱水を用いて、アンモニア熱水と同様な実験を行い、アミン種とアンモニアの結果を比較する。工業的にもアミン排液は多く排出されるので、アンモニア同様、有効利用できればゼロエミッション化に近づく。PVCについては、夾雑物あるいは脱離した塩素イオンの影響をできるだけ取り除くために、半回分式反応器(PVCは固定、溶媒は流通)を製作し、夾雑物の影響のない条件で、まず速度と塩素収率データを取集する。次に、ポリマーのモノマー化同様、夾雑物と考えられる各種イオンや塩の含有率を変えて、同様の速度と塩素収率を測定し、これらイオンの濃度が反応速度と塩素収率に及ぼす影響を明らかにする。また、アンモニアの代わりに、各種アンモニウム塩添加熱水を溶媒として用い、アンモニアの場合と比較する。購入備品はない。消耗品として、PVC脱塩素化実験用の半回分式反応器自作のための、継手やパイプ等の配管材料、および反応実験と分析用試薬である。旅費として、成果発表のための学会参加旅費を予定している。
グローバル社会におけるネーションとアイデンティティの変容-日豪文学・文化比較研究

平成17年度19年度の研究成果として、以下のとおり報告いたします。1 2006年『すばる』6月号<特集オーストラリア文学>に論評「オーストラリア文学の現在-多文化主義社会と文学の変容-」を掲載、またケイト・ダリアン=スミスの「現代オーストラリア文学事情-文化の混清-」を翻訳する。3竹田いさみ、森健、永野隆行(編)『オーストラリア入門第2版』(東京大学出版会、2007)を刊行。そのなかの第二章文化,1.「21世紀のオーストラリア文化とその表象」(1)(4)2.(2)「現代詩」、(3)「現代演劇の発展」3.「芸術」(2)「現代絵画」(3)「パフォーミング・アーツ」について執筆した。4翻訳書、ケイト・ダリアン=スミス・有満保江(編)『ダイヤモンド・ドッグ-多文化を映す現代オーストラリア短編集』(現代企画室、2008)を出版した。そのなかのウーヤン・ユー作「北からやってきたウルフ」、マーリンダ・ボビス作「舌の寓話」、スニル・バダミ作「沈黙夫婦」の翻訳、およびケイト・ダリアン=スミス氏解説「文化の混溝-現代オーストラリア短編小説と国家への帰属意識」の翻訳した。本年度の研究成果として、以下のように報告いたします。(1)オーストラリア詩人John Mateerを招聘。関西のオーストラリア研究者によるシンポジウムおよびワークショップを主催した。また、同志社大学内言語文化教育センターの、アメリカ、イギリスの研究者とともに、アメリカの詩人で、日本と仏教に関わりの深いGary SnyderとJohn Mateerの作品を比較する研究会も主催した。(2)2005年8月21日より8月30日まで、オーストラリアのメルボルンおよびシドニーを訪問した。シドニーでは現在のパフォーミング・アーツと絵画の動向に注目した。商業ベースの演劇は、多文化というよりも植民地時代の作品が上演され、多文化に対してより戻し現象が起こっているのが興味深かった。芸術、美術に関しては、国立美術館およびプライベート・ギャラリーにおける作品をリサーチした。若い芸術家たちの、とくに移民作家の活躍が見られた。メルボルンにおいては、実験的な演劇やパフォーミング・アーツなどをリサーチ、アーティストやディレクターにインタヴューを行なった。(3)多文化を表象する文学作品、とくに短編小説の収集を行なった。この企画は、情報提供者であるProf.Kate Darian-Smithとの共同プロジェクトであり、将来「短編集」の出版を予定している。現在、いくつかの作品の日本語への翻訳が進められている。また、2006年5月にいくつかの作品が雑誌へ掲載される予定である。(4)今年度の研究成果として、英文の論文が出版された。この論文は、オーストラリア人Brian Castroと日系イギリス人作家Kazuo Ishiguroを比較するもので、文学にみられるアイデンティティの変容を論じるものである。本書の編集は、情報提供者のひとりProf.Dennis Haskellである。論文については、研究発表成果の欄に記載した。(2)2006年、『すばる』6月号に「特集オーストラリア文学-現代短編セレクション」が組まれ、ケイト・ダリアンニスミス氏によるエッセイ「現代オーストラリア文学事情」を翻訳、また掲載された4つの短編小説の解説「オーストラリア文学の現在」(pp.224-231)を執筆、現在のオーストラリア文学を日本に紹介した。平成19年度の研究テーマによる成果は、以下のとおりである。1 2007年3月に開催された、龍谷大学アフラシア平和開発研究センター「2006年度オーストラリア・国際シンポジウム」の報告者として参加し、"The Transformation of Australian Identity:Literature and Cultural Authenticity"と題する報告書を提出、近日刊行予定。2 2007年6月に、『オーストラリア入門第2版』(東京大学出版会)を刊行、第二章文化、1. 21世紀のオーストラリア文化とその表象(1)(4) 2.(2)現代詩、(3)現代演劇の発展3.芸術(2)現代絵画(3)パフォーミング・アーツを執筆。3『ダイヤモンド・ドッグー多文化を映す現代オーストラリア短編小説集』(現代企画室)を2008年4月に刊行予定。

2007年度は、このなかの3編、「舌の寓話」、「北からやってきたウルフ」、「沈黙夫婦」を翻訳、また、共編者のケイト・ダリアンニスミス氏の解説、「文化の混淆-現代オーストラリア短編小説と国家への帰属意識」を翻訳する。
複合ツールを用いたハイブリッド摩擦攪拌接合による鉄系材料の低環境負荷接合機構解明

接合部材局所直前予熱並びに接合直後冷却システムを有するハイブリッド式摩擦攪拌接合法を開発すると共に,省エネルギーで、効率的な予熱・直後冷却を行うための摩擦発熱・予熱・冷却をハイブリッド化した熱伝導モデルとインプロセスモニタリング制御システムを構築し、さらに耐熱高耐久性複合ツール開発並びに多軸複動FSWシステムを構築するとともに、鉄鋼及び非鉄金属材料への適用性と接合部微細組織構造及び機械的・化学的性質との相関性を明らかにし、鉄系材料の省エネルギー・環境対応型接合システムの学術・技術基盤を確立した。鉄系材料の摩擦攪拌接合を可能とするプロセス及びツールシステム開発と、接合部の微細構造組織制御による高品質化を図るために,接合部材局所直前予熱並びに接合直後冷却システムを有するハイブリッド式摩擦攪拌接合法を開発すると共に,省エネルギーで、効率的な予熱・直後冷却を行うための摩擦発熱・予熱・冷却をハイブリッド化した熱伝導モデルと,インプロセスモニタリング制御システムを構築する。また耐熱高耐久性複合ツール開発並びに多軸複動FSWシステムを構築し,ハイブリッド式摩擦攪拌接合法と組み合わせて鉄系材料への適用性と接合部微細組織構造及び機械的・化学的性質との相関性を明らかにし、接合プロセスの最適化システムを構築するとともに、既存アーク溶接に代わる鉄系材料の省エネルギー・環境対応型接合システムの確立を目指すものである。17年度の研究成果は以下のとおりである。1.ハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを構築し,その作動特性の評価を行った。2.接合部の過熱による接合部組織の粗粒化を防止し、微細組織を得るために、炭酸ガス噴射冷却装置(新設)を用いた接合直後冷却システムを構築した。3.多軸複動FSWシステム(新設)を構築した。4.接合部過熱を抑制し、かつ十分な塑性流動を実現して良好な機械的・化学的性質を有する接合部が得られる摩擦発熱条件、レーザ予熱条件及び接合直後冷却条件の3つのパラメータの協調最適化システムモデル設計を行った。次年度以降の実験データによりその構築を図る。5.ハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを適用し、鉄鋼材料,ニッケル基耐熱合金,アルミニウム合金などについて各種接合パラメータと形成組織との関係を明らかにし,接合部の微細構造解析及び引張試験を行い,形成組織との関係を明らかにした。18年度の研究成果は以下のとおりである。1.平成17年度にシステム構築及び作動特性評価を行ったハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを用いて、鉄鋼材料、ニッケル合金の接合実験を実施し、開先部のツール前方にヤグレーザを照射し、局所加熱することにより欠陥のない良好な接合部が得られる限界接合速度が400mm/minから800mm/minまで著しく増加することを明らかにした。2.17年度に新設構築した炭酸ガス噴射冷却装置を用いた接合実験を行い、直後冷却により組織の粗粒化防止及び微細組織形成効果を評価し、ツール過熱の抑制によりツール寿命の増加が得られることを明らかにした。3.17年度に新設した多軸複動FSWシステムの作動特性評価及びAl合金を用いた接合実験を実施し、多軸複動ツール及びそのシステムの問題点を明らかにし、システム完成に向けての検討を進めた。4.摩擦発熱条件、レーザ予熱条件及び接合直後冷却条件の3つのパラメータの協調最適化システムモデルの構築を行った。

平成19年度の研究成果は以下のとおりである。1.平成18年度に引き続き、ハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを用いて、鉄鋼材料およびニッケル合金の接合実験を実施し、接合条件範囲の拡大、特に接合速度の高速化、ツール寿命の拡大、接合荷重の低減化を行うとともに、接合部の形成組織、微細構造解析及び引張試験を行い、形成組織との関係を明らかにした。2.平成18年度に引き続き、多軸複動FSWシステムを用いてFSWの欠点である最終ツール穴の解消を目指した基礎実験を軟質材料であるアルミニウム合金およびマグネシウム合金で実施し,鉄鋼材料およびニッケル合金への適用実験を行った。3.接合部過熱を抑制し、かつ十分な塑性流動を実現して良好な機械的・化学的性質を有する接合部が得られる摩擦発熱条件、レーザ予熱条件及び接合直後冷却条件の3つのパラメータの協調最適化システムの構築を目指した研究を進めた。4.鉄鋼材料およびニッケル合金への摩擦点接合の適用性を軟質金属材料と比較評価した.5.鉄鋼とアルミニウム合金の異材重ね接合の可能性に関する研究を行った。鉄系材料の摩擦攪拌接合を可能とするプロセス及びツールシステム開発と、接合部の微細構造組織制御による高品質化を図るために,接合部材局所直前予熱並びに接合直後冷却システムを有するハイブリッド式摩擦攪拌接合法を開発すると共に,省エネルギーで、効率的な予熱・直後冷却を行うための摩擦発熱・予熱・冷却をハイブリッド化した熱伝導モデルと,インプロセスモニタリング制御システムを構築する。また耐熱高耐久性複合ツール開発並びに多軸複動FSWシステムを構築し,ハイブリッド式摩擦攪拌接合法と組み合わせて鉄系材料への適用性と接合部微細組織構造及び機械的・化学的性質との相関性を明らかにし、接合プロセスの最適化システムを構築するとともに、既存アーク溶接に代わる鉄系材料の省エネルギー・環境対応型接合システムの確立を目指すものである。平成20年度の研究成果は以下のとおりである。1、平成19年度に引き続き、ハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを用いて、鉄鋼材料およびインコネル合金の接合実験を実施し、接合条件範囲の拡大、特に接合速度の高速化、ツール寿命の拡大、接合荷重の低減化を行うとともに、接合部の形成組織、微細構造解析及び引張試験を行い、形成組織との関係を明らかにした。2、多軸複動FSWシステムを用いてFSWの欠点である最終ツール穴の解消を目指した基礎実験を軟質材料であるAl合金およびMg合金で実施し,鉄鋼材料およびNi合金への適用実験を行った。3、接合部過熱を抑制し、かつ十分な塑性流動を実現して良好な機械的・化学的性質を有する接合部が得られる摩擦発熱条件、レーザ予熱条件及び接合直後冷却条件の3つのパラメータの協調最適化システムの構築を目指した研究を進めた。4、鉄鋼材料およびNi合金への摩擦点接合の適用性を軟質金属材料と比較評価した.5、異材重ね接合の可能性に関する研究を行った。
パーキンソン病に対する交感神経節の脳内移植

本研究グループは平成4年度から5年度にかけてパーキンソン病に対する頸部交感神経節の脳内移植に関する基礎的臨床的研究を行った。平成4年度は交感神経節を組織培養して人工操作を加えることにより脳内移植生着率の影響を形態的、行動的に観察した。培養2、4、6週後に6-OHDAで一側中脳黒質破壊ラット線条体内に交感神経節を移植すると、2、4週培養群でapomorphineによる回転行動は減少し、移植された細胞の生着も良好であった。これに対し、6週間培養群では回転行動は減少せず、細胞の生着も不良であった。つまり交感神経節は4週間まで培養して、人工操作を加えても移植可能であることが明らかとなった。平成5年度は、さらに培養液中にサイトカインの一種であるInterleukin(IL)を添加し神経成長因子(NGF)を誘導せしめて生着率が高まるかどうかを検討した。まず培養液中にヒトrecombinant IL-1βを添加すると、NGF濃度は非添加群の約7倍に増加し、神経節から著明な突起伸展が観察された。この突起伸展は抗NGF抗体の処置により抑制された。次にIL-1処置交感神経節を脳内に移植し、生着細胞の数、その細胞体の面積を無処置群との間で比較検討した。IL-1処置群は無処置群に比し生着細胞の数が約2倍と多く、また細胞体の面積も有意に大きかった。以上の結果は交感神経節を24週間治療しIL-1にてNGFを誘導することにより神経細胞を強化させ移植することが可能であることを示している。本移植法の臨床応用に関しては、1991年以来35例の本態性パーキンソン病患者に臨床応用し、約1/3の症例では術後1-dopaの服用が不要となった。しかし1/3の症例には無効であった。このような無効例を少なくするため、上記基礎的研究が重要で、今後NGFやIL-1による前処置を行なうことで生着率が高まれば、臨床成績も向上するものと期待される。本研究グループは平成4年度から5年度にかけてパーキンソン病に対する頸部交感神経節の脳内移植に関する研究を行なっている。本年度はラットを用いて頸部交感神経節を一定期間組織培養した後、脳内移植を行なった。新生児ラットの頸部交感神経節をNerve growthfactor入りの培養液中で2、4、6週間培養したところ、2週では80%の細胞が生存していたが4週では60%、6週では30%の生存率であった。これら一定期間培養した交感神経節細胞を60HDA黒質注入したラット線条体に移植したところ、2、4週培養群ではアポモルフィンによる回転運動は各々50%、70%に抑制された。6週間培養した神経節を移植した群では回転運動の抑制は観察されなかった。移植片のカテコラミン組織蛍光による観察では、2、4週培養後移植群では移植された頸部交感神経節は宿主脳内でよく生着していたが、6週培養群ではほとんど消失していた。以上の結果は頸部交感神経節を一定期間培養し形質転換させるには4週間が限度であることを示唆している。今後この4週間の間に手を加え神経節細胞を全てドーパミン細胞に転換させる実験にとりくみたい。

以上の結果は第4回国際神経移植会議(1992.8.米国)、日本脳神経外科学会総会(1992.10.鹿児島)、神経成長再生移植研究会(1992.12.名古屋)において発表し、J Neurosurg.に投稿中である。以上の実験結果を踏まえ、ヒトパーキンソン病に頸部交感神経節の脳内移植を臨床応用しているが、6ケ月以上経過した15例中5例は1-dopaが不要となり7例は1-dopaの量が半減できた。しかし3例は移植術にもかかわらず症状の改善を見なかった。しかし今後、基礎実験の結果を臨床に応用して行けば、この手術結果も向上するものと思われる。本臨床成績も上記学会および日本神経学会総会(1992.6.鹿児島)にて発表し、さらにJ Neurosurg.に投稿中である。本研究グループは平成4年度から5年度にかけてパーキンソン病に対する頚部交感神経節の脳内移植に関する基礎的臨床的研究を行った。当核年度はその最終年度に当る。基礎的研究では平成4年度の組織培養による交感神経節の成育・移植をさらに進めた。つまり移植による生着率をいかに高めるか。そのために移植前ドナー組織を我々の手で人工的に操作させ強化せしめて移植の効果を高めることを目的とした。交感神経節は神経成長因子(NGF)により、その生存・成長がコントロールされている。一方、サイトカインの一種であるInterleukin-1は線維芽細胞に作成して、そのNGF合成能を約14倍高めるといわれている。そこで交感神経節にInterleukin-1を反応させ、線維の伸長が促進されるか。又、その後脳内に、このInterleukin-1で反応させた神経節細胞を移植し、生着率が高まるかどうかを検討した。新生ラット交感神経節をexplantとして培養し,Interleukin-1betaを作用させると、10時間後に、神経節内NGF量は約7倍に増加した。さらに20後には神経節細胞から著明な突起の伸展が観察された。次にInterleukin-1で前処置した神経節を脳内移植すると無処置のものに比し生存細胞は多く、その体積も大きかった。以上の結果は移植前に神経節を培養操作することにより生着度が高まることを示し、臨床応用に際し有用な手段になることが示された。一方、本移植法の臨床応用もさらに進め、現在まで35例にのぼる。約6割の症例では効果が見られており、今後本実験を臨床に応用すれば、さらに成績は向上するものと期待される。
技術科教育の新しい教育内容の探求と構築に関する研究

中学校技術・家庭の技術分野において、諸外国と日本の技術教育の内容を比較検討した。多くの国で建築・構造を学習しているが、日本では少ないことを明らかにした。また、近年ロボット・制御技術を扱っている国が増加している。日本の新しい技術教育の内容として1建築・構造技術、2ロボット・制御技術に注目し、開発した教材・教具と授業で使用する教科書を作成した。開発した建築・構造技術とロボット・制御技術の2つの学習について授業を実践した結果、中学生はいずれの学習にも興味を示し、技術教育で学習すべき内容であると高い評価を受けた。建築・構造技術およびロボット・制御技術を中学校技術の学習内容として提案できた。諸外国の技術科教育の調査研究として、アメリカ、オーストラリア、イギリス、シンガポールおよび中国を調査した。技術教育の内容について分析した結果、日本においては1材料と加工技術、2エネルギー変換技術、3生物育成技術、4情報技術の4つの領域であるが、日本以外では5建築・構造技術、6ロボット・制御技術、7交通・輸送技術があった。5建築・構造技術および6ロボット・制御技術は多くの国で学習され、技術教育として必須であることが明らかとなり、これらの技術について検討する必要があることがわかった。中学校技術・家庭の技術分野において、建築・構造技術とロボット・制御技術を学習するために必要な教材・教具を調査し、教育現場に適応が可能か否かについて分析した。その結果、建築・構造技術については、トラス構造、ラーメン構造、アーチ構造、壁構造および柔構造の基礎知識を学習できる教材・教具の検討に着手した。建築・構造技術では、中学生が試行錯誤して丈夫な構造を完成させるために、組み立てと解体が容易なブロック教材を用いた。トラス構造、ラーメン構造、壁構造および柔構造として古来から塔の建築に採用され、東京スカイツリーを代表とする近代建築にも応用されている心柱工法の教材を完成することができた。ロボット・制御技術については、構造の設計組み立て、駆動部の設計と動きを制御するためのソフトウェアの検討に着手した。構造の設計組み立ては、ブロック教材を用いた。設計した形態にすることができ、また多くの生徒が設計・製作するときに対応しやすい長所を有していた。ソフトウェアは、プログラミングの専門知識が無くても作成できるビジュアルプログラミング(具体的にはStuduino)を採用した。この初期に開発したロボット学習を附属中学校の技術の授業で教育実践し、教材の評価を行った。中学校技術・家庭の技術分野において、建築・構造技術とロボット・制御技術を学習するために必要な教材・教具について検討した。建築・構造技術において、プラスチックブロック教材を用いて基本的な建築構造であるトラス、ラーメン、アーチ、壁の各構造を簡易に再現できる教材・教具の開発を行った。また、この学習を教育現場に普及させるために、前述の基本構造に関わる知識と実験方法を記述した学習テキストを作成した。開発した建築・構造技術の学習テキストおよび教材・教具を用いて実際の教育で試行的に授業を行う準備を進めた。ロボット・制御技術については、昨年度実施した車輪で動く簡易ロボットをさらに発展させて、本年度は自立で歩行するロボットの開発を目的に、二足歩行型ロボットを試作した。ロボットの構造技術(ハードウェア)および動作させるために必要な制御技術(ソフトウェア)を検討した。本ロボットを用いたロボット学習を奈良教育大学附属中学校の技術・家庭の授業で実践し、生徒からロボット教育および開発教材について評価を受けた。ロボットの構造技術は、プラスチックブロック教材であり、制御はプログラミングの専門知識がなくても簡易に作成できるビジュアルプログラミング(Studuino)であった。動く機構および制御について生徒は積極的に学習し、ロボット学習に興味・関心が高いことを明らかにした。建築・構造技術とロボット・制御技術について教材の開発を行った。建築・構造技術では、プラスチックブロック教材を用いて基本的な建築・構造を学ぶことできる教材・教具を開発した。また、中学校技術・家庭の授業実践に向けて建築・構造の基礎的な知識が学習できる学習テキストを作成した。ロボット・制御技術では、プラスチックブロック教材でロボットの構造体を組み上げ、駆動用モータ、加速度センサーなど各種センサーを組み込んだ。本年度は自立型二足歩行型ロボットの教材に取り組み、その成果の一部を奈良教育大学附属中学校の技術・家庭の授業で実践した。得られた研究成果を、日本産業技術教育学会で発表する。中学校技術・家庭の技術分野において、新しい教育内容として1建築・構造技術、2ロボット・制御技術を提案し、開発した教材・教具および授業を展開する教科書を作成した。教材・教具と教科書を使用して奈良教育大学附属中学校の技術・家庭の授業で実践し、生徒から新しい2つの教育内容について評価を受けた。建築・構造技術では、プラスチィックブロック教材を用いて建築の基本構造であるトラス、ラーメンおよび壁工法を理解するためにモデルを製作させ、強度の向上に効果があることを実体験させた。作成した教科書で構造を工夫した実際の建築方法や建築事例について解説を加え、建築・構造技術について理解させた。また応用技術として、アーチ構造のモデルを作成させ、実際に生徒が搭乗しても破壊しないことを実体験させた。さらに、地震、台風などの動的荷重の対策として柔構造に注目し、五重塔のモデルを作成させ、心柱の有無や部材の接合によって転倒および破壊に著しい差があることを理解させた。研究授業を通して、生徒は構造・強度技術を理解し、学習の意義を指摘していたため、中学校技術・家庭の技術分野に建築や構造技術の学習を導入する必要性を立証できた。ロボット・制御技術では、作成した教科書に基づきライントレース型ロボットと二足歩行型ロボットを製作させた。2つの型のロボットを短時間で、容易に変形できる機構を考案した。

ライントレース型ロボットでは、光センサーから得られた情報を計測し、進行方向を制御する技術を学習した。本実験によって日常生活に用いる家庭機器の仕組みの理解につながった。計測・制御技術を発展させた二足歩行型ロボットにおいて、ロボットが直立するための因子、歩行するための開脚角度等を試行錯誤しながら計測し、数値をプログラムに入力させた。ロボット・制御技術の学習を通して、生徒は動く機構および計測制御技術の重要性を理解した。中学校技術・家庭の技術分野において、諸外国と日本の技術教育の内容を比較検討した。多くの国で建築・構造を学習しているが、日本では少ないことを明らかにした。また、近年ロボット・制御技術を扱っている国が増加している。日本の新しい技術教育の内容として1建築・構造技術、2ロボット・制御技術に注目し、開発した教材・教具と授業で使用する教科書を作成した。開発した建築・構造技術とロボット・制御技術の2つの学習について授業を実践した結果、中学生はいずれの学習にも興味を示し、技術教育で学習すべき内容であると高い評価を受けた。建築・構造技術およびロボット・制御技術を中学校技術の学習内容として提案できた。日本の技術科教育の系譜について文献と教科書を調査した。また諸外国の調査として計画していたアメリカ、イギリス、中国に加えオーストラリア、シンガポールも調査した。国内および外国の調査の結果、日本の技術教育に不足している内容として「建築・構造技術」があり、また技術教育に欠かせない内容として、時代の要求から「ロボット・制御技術」であると判断した。これからの技術科教育には、現状の教育内容に加えて、「建築・構造技術」および「ロボット・制御技術」を学習する必要性を指摘した。建築・構造技術では、各種構造や工法の教材化と五重塔をモデルとした柔構造模型を作成して耐震実験を実施した。ロボット・制御技術では、実際にブロックで構造体を組み立て、駆動用モータ、各種センサーを取り付け、コンピュータによって制御した。本成果の一部を奈良教育大学附属中学校の授業で実践し、生徒は熱心に取り組んでいた。平成26年度、27年度の研究成果をまとめ、平成28年度(最終年度)は中学校・技術・家庭の教育課程に1建築・構造技術と、2ロボット・制御技術の新しい教育内容を付加できるかどうかを教育実践を行い確認する。具体的には以下のことを検討する。1建築・構造技術では、丈夫な建築物の構造設計、耐震構造をブロック教材を用いて学習するプログラムを作成する。2ロボット・制御技術では、ロボット学習を通して今後重要視されるプログラミング学習の試行研究を行う。3年間の研究成果をまとめる。