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学生のフィジカルアセスメント、思考過程強化を目指す看護技術教育プログラムの開発

本研究は、看護学生に求められる、対象の状況をアセスメントするための思考に必要な「クリティカルシンキング(臨床推論)能力」を効果的に学習するための教育プログラムを模索するものである。平成26年度に学生のフィジカルアセスメント、思考過程強化を目指すために、学生が自宅でも楽しみながら学習できるe-learning自己学習教材を作成した。使用した学生からは看護過程への理解の深まり、自己学習教材の使いやすさに対する肯定的な評価が多く得られたが、操作の困難性、パソコン環境、接続による不便性等の課題も出された。今後さらに内容の精選とともに学生がアクセスしやすい教材のための工夫が必要であることがわかった。1年目の計画である「研究1.疾患をもった対象の身体状態の理解を含めた、クリティカルシンキングを使ったアセスメントの思考プロセスを強化するための自己学習教材開発」に着手した。まず研究メンバーで分担して、クリティカルシンキング能力育成に関する文献、コンピュータ等を用いたICT教材(看護教育分野)に関する文献等を収集し、現在までの知見を共有した。クリティカルシンキング能力の把握に関しての既存の質問紙はあるものの、これを用いて現在の学生の能力把握をするかどうかについては、さらに検討することとした。アセスメントの思考プロセスを強化するための自己学習教材開発については、いくつかの事例があり、学生のやる気を引き出すためには、クイズ形式や音が出る等の工夫が必要であることを確認した。平成26年度は、当初1年目の予定であった「疾患をもった対象の身体状態の理解を含めた、クリティカルシンキングを使ったアセスメントの思考プロセスを強化するための自己学習教材」の開発を行い、実際に教材を使った教育を実施した。教材開発については研究者で分担し、事例の作成、身体状態の理解、身体状態のアセスメント内容、呼吸・循環・体温、清潔、排泄に関するアセスメント部分、それらの確認のための知識テストを作成した。教材は、学生がいつでもどこでも利用できるようなe-learning教材とし、e-learning教材作成の実績がある(株)プロシーズ社と契約し、打ち合わせを重ねながら教材の作成を行った。学生が「楽しみながら行える」ような工夫として、アニメーション、図を多用し、知識の確認テストを入れ、学生が自分の知識について確認しながら、好きな時間に看護過程についての学習を進められるように工夫した。授業の中でこの教材の使い方を説明し、科目の一部として本自己学習教材を置き、授業と連携しながら行うことで、学生が自己学習で看護過程の理解を深められるようなプログラムとした。平成27年度は、平成26年度に作成した、学生のフィジカルアセスメント、思考過程強化を目指すためのe-learning自己学習教材の評価を行うために、学生対象にグループインタビューを実施した。本研究の目的の一つに、学生が自分の時間を使って「自己学習」するための使いやすい教材開発があるため、1年間かけてコンテンツを開発し業者に依頼してe-learning教材として完成させ、H26年度後期の技術教育の中で活用したので、実際に使用した学生対象に、「使いやすさ」という点と「思考過程の強化ができたか」という点についてインタビューによって意見を得た。インタビュー対象学生は、倫理的配慮に基づいて募集し、研究参加の同意を得られた27名の学生であり、5グループに分け、2名のインタビュアーにより、作成した自己学習教材の使いやすさ、学びやすさについて学生から意見を得た。その結果、パソコンで好きな時間に学習できる点での取り組みやすさは評価されたが、最近はスマートフォンの普及により、今の学生にとってはパソコンよりもスマートフォンを使う方が簡便であること、ネット接続ができないところでパソコンが使えない等の、当初考えていなかった意見が得られた。また学生たちができるだけ楽しみながら学習できるように、イラストを入れる、クイズ形式で行う等の工夫をしたが、その点も評価された。思考過程については、本教材のみの学習では限界があることがわかったため、今後、さらに学生の思考、クリティカルシンキング能力を強化するための教育方法を模索していく必要性が示唆された。研究開始1年目に、研究分担者5名のうち2名が急な身体不調により長期間休んでしまったことにより、当初の計画より1年遅れとなってしまっているため。平成26年度に作成した、学生のフィジカルアセスメント、思考過程強化を目指すためのe-learning自己学習教材を評価するために、平成27年度に本自己学習教材を使用した学生を対象にインタビュー調査を行った。平成28年度は、昨年度の予定どおり研究成果発表を行った。1つは、平成28年度教育改革ICT戦略大会(2016年9月8日)に、「思考プロセスの強化を目指す自己学習用e-learning教材の開発」という内容で、研究前半で行った自己学習用e-learning教材の開発部分を発表した。学生へのインタビュー結果によると、本教材による理解の深まり、使いやすさに対する肯定的な評価が90%の学生から得られた。さらに日本看護技術学会第15回学術集会において「看護過程における思考過程強化を目指すe-learning自己学習教材開発ー使いやすさ、学びやすさの観点での学生評価」を発表した。

学生からは「e-learning教材でこそ可能な学習内容」「教材内容の良さ」「使いやすさ」等、肯定的な意見があげられた反面、「操作の困難性」「パソコン環境、接続による不便性」等の課題も出された。現代学生は、パソコンよりスマートフォン(スマホ)を使うことが多いという特徴があげられる。したがって、今後の授業時間外でのe-learning自己学習教材開発については、教材内容とともに、学生がよりアクセスしやすい手段、方法等も検討する必要があることが示唆された。本研究は、看護学生に求められる、対象の状況をアセスメントするための思考に必要な「クリティカルシンキング(臨床推論)能力」を効果的に学習するための教育プログラムを模索するものである。平成26年度に学生のフィジカルアセスメント、思考過程強化を目指すために、学生が自宅でも楽しみながら学習できるe-learning自己学習教材を作成した。使用した学生からは看護過程への理解の深まり、自己学習教材の使いやすさに対する肯定的な評価が多く得られたが、操作の困難性、パソコン環境、接続による不便性等の課題も出された。今後さらに内容の精選とともに学生がアクセスしやすい教材のための工夫が必要であることがわかった。1年目後半に研究分担者6名のうち2名の急な欠員があり、1年目の計画を2年目である平成26年度に実施することになった。そのため当初予定であった2年目の、患者の状況設定を行った「看護技術提供のための計画立案、実施、評価」という一連の教育プログラムまでは行えず、学生の思考過程強化を目指す、自己学習教材の開発とその思考過程に焦点を絞った、看護過程を中心とした科目の中での実施ということになった。3年計画であったため最初の1年めの計画が予定通りいかなかったことによる計画の遅れである。平成28年度は、昨年度得られた結果を学会等で発表し、最終報告書の作成を行う。現在2編の学会発表に向けて準備している。今回得られた結果から、今後の課題を明確にし、研究課題とする予定である。看護学3年計画であったため、最初の1年目の遅れをすべて取り戻すことは難しく、当初の予定では、事例を用いて看護過程を展開し、それに基づく「看護技術の計画、立案、実施・評価」までの教育プログラムの実施、評価を計画していたが、その計画を見直すこととした。もともと本研究の主眼は、看護学生の「思考のプロセス強化」であり、その「思考過程」強化である「看護過程のアセスメント」部分に焦点を当てることとした。2年目である平成26年度に、事例を用いた、疾患の理解を確認しながら看護過程を勉強するe-learningによる自己学習教材を解発し、看護過程の科目と連動させながら実施することはできたので、最終年度である平成27年度は、この自己学習教材の評価を学生対象のインタビューから行う。さらに同じ学生たちが看護過程をもっとも活用する基礎看護実習を行う機会があるため、研究協力の同意を得られた学生から、さらに看護過程の思考過程のむずかしさ、課題、自己学習教材の効果等についてインタビューからデータを得て、学生の思考過程を強化する教育プログラム作成のために必要なこと、課題を洗い出したい。
新生児期の甲状腺系機能刷り込み現象の解明による発達期化学物質影響のリスク推定

肝臓における甲状腺ホルモン応答性遺伝子をcDNAマイクロアレイで解析した結果、新規応答遺伝子として、RLT3-2, RLT3-13, RLT3B-24 RLT3B-49等を同定した。新生児期の甲状腺ホルモン投与動物において、これらの遺伝子の成体期発現が可逆的に変化しており、リスク推定に応用できる可能性が示された。また、化学物質の甲状腺ホルモン作用同定のためのレポーターアッセイ系の改良にも取り組み、既存の系より2桁高感度なアッセイ系の開発に成功した。1.ラット肝臓細胞・組織での甲状腺ホルモン応答遺伝子発現検索ラットの肝細胞の初代培養系において、甲状腺ホルモン(1nM)を投与し、24時間後の細胞から全RNAを抽出した後、これを鋳型に、cDNA化、cRNA化し、Affymetrix社Gene Chip ratシリーズによる変動遺伝子の解析をおこなった。同定された応答遺伝子の発現を、real-time RT-PCRにより確認した。また、F344雄ラットへPTU投与を行いhypothyroidismを誘導した。これに甲状腺ホルモンを投与し、その肝組織、下垂体組織等からRNAを抽出し、in vivoでの遺伝子応答を確認しそれらの動態を明らかにした。この検討は、環境化学物質の新生児甲状腺系への影響のマーカー検索を目的としたものであったが、現在のところ応答が確認できた候補遺伝子は2つに留まっており、現在in vivo材料からの検索等を試みている。2.ブロム化難燃剤等の代謝物の検索肝臓の抽出物を用いて、ブロム化ジフェニールエーテル類と反応させ、代謝物をHPLCにより分離した。ラット下垂体細胞GH3の増殖活性を用いて、代謝物の甲状腺活性を行った。この系の感度が不十分であることが明らかになり、レポータージーンアッセイの系の開発に着手した。1.ラット肝臓での甲状腺ホルモン応答遺伝子同定2.新規甲状腺ホルモン応答遺伝子のプロモーター解析上記のphosphoenolpyruvate carboxykinase 1, P2DXK, SLC17, Cyp7A1について、その遺伝子上流域を高精度PCRにより遺伝子クローニングした。0.22kbpについてサブクローニングしルシフェラーゼレポーターを構築した。これをラット肝臓細胞株、下垂体細胞株に導入して、甲状腺ホルモンを投与することで、ホルモン応答性の解析をおこなった。P2DXKについては、in vitroでのホルモン応答性転写活性が証明された。この領域にはTRE類似配列が存在しておりホルモン応答性を司っていると考えられた。1.ラット肝臓での甲状腺ホルモン応答遺伝子同定これまで、肝細胞のcDNAマイクロアレイ解析と新生児期甲状腺ホルモン投与モデルの解析により、肝における甲状腺攪乱の指標となる遺伝子群(RLT3-2,RLT3B-49,DIOs,Spot14,UGT1A6等)を明らかにしてきた。そこで甲状腺ホメオスタシスに影響する化学物質としてアミオダロン(甲状腺毒性が知られる医薬品で、我々は最近その甲状腺ホルモン活性を明らかにした)を用いて、新生児期影響を定量的に評価した。すなわち、生後1日のF344ラットにアミオダロンを投与し、6週齢時にその肝組織及び下垂体組織からRNAを抽出して、指標遺伝発現を定量解析した。その結果、新生児期の化学物質投与により、成体時で指標遺伝子(特にRLT3-2、UGTIA6、Cyp17a)発現が大きく変動していることが明らかになった。この発現解析により、新生児期の化学物質投与による成体時影響を同定できることが例証された。2.高感度甲状腺ホルモン応答レポーターアッセイ系の開発甲状腺ホルモン擬乱作用をもつ物質の同定のため、レポーターアッセイ系を改良し、トリョードサイロニン(T3)10^<-12>Mの作用を検出できる高感度なアッセイ系を構築した。この方法を用いることで、今回closantel,4'OH-BDE17等の甲状腺ホルモン作用を見いだした。このアッセイは、環境化学物質の甲状腺ホルモン活性評価や活性代謝物の解析に大きく寄与することが期待される。
ナノスケールMOSFET中の量子効果と高性能デバイスへの応用に関する研究

本研究の目的は,量子効果を積極的に利用し,極薄チャネルSOI MOSFETの高性能化をはかることである.本研究では,電流駆動力の向上,低消費電力化,特性ばらつきの低減という3つの重要なデバイス特性を改善する方法を提案し,実験的に検証した.これらの結果は,今後10年以内に量産されると予想されるサブ20nm MOSFETを実現する上で重要な技術である.電流駆動力の向上に関しては,SOI膜厚が6nm以下の領域において基板面方位(110)pMOSFETはこれまでに報告されている他のデバイスと比較して正孔移動度が最高の値となることを示した.サブバンド変調による移動度増加,基板垂直方向の有効質量が大きいことによる膜厚ゆらぎ散乱の抑制が移動度向上の物理的起源である.また,(110)ダブルゲートnMOSFETは,SOI膜厚5nmにおいて電子移動度が向上することを示した.移動度向上の物理的起源は電界緩和による表面ラフネス散乱の低減にある.さらに,移動度の値から遅延時間を見積もり比較した結果,(100)面上に<110>方向に作製したFinFETが将来もっとも有望なデバイス構造であることを示した.低消費電力化に関しては,SOI膜厚を薄膜化するほど調整範囲が増大することを述べ,古典的な効果と量子力学的な効果の2つが共存することを示した.量子力学的な効果によるしきい値電圧調整範囲増大の起源は量子閉じ込め効果によってフロント,バック両界面の基底準位が上昇することによるものであることを示した.特性ばらつきの低減に関しては,SOI層の薄膜化に伴いしきい値電圧ばらつきが大きくなることを示し,また,しきい値ばらつきは基板バイアスを印加することによって抑制可能であることを示した.これは,基板バイアスによる量子閉じ込め効果がSOI膜厚の厚いデバイスに対してより強く働くことを利用した手法である。本研究の目的は,量子効果を積極的に利用し,極薄チャネルSOI MOSFETの高性能化をはかることである.本研究では,電流駆動力の向上,低消費電力化,特性ばらつきの低減という3つの重要なデバイス特性を改善する方法を提案し,実験的に検証した.これらの結果は,今後10年以内に量産されると予想されるサブ20nm MOSFETを実現する上で重要な技術である.電流駆動力の向上に関しては、SOI膜厚が6nm以下の領域において基板面方位(110)pMOSFETはこれまでに報告されている他のデバイスと比較して移動度が最高の値となることを示した.サブバンド変調による移動度増加,基板垂直方向の有効質量が大きいことによる膜厚ゆらぎ散乱の抑制の2つの効果が有効に働き,高い移動度が実現できることを示した.低消費電力化に関しては,SOI膜厚を薄膜化するほど調整範囲が増大することを述べ,古典的な効果と量子力学的な効果の2つが共存することを示した.量子力学的な効果によるしきい値電圧調整範囲増大の起源は量子閉じ込め効果によってフロント,バック両界面の基底準位が上昇することによるものであることを示した.この結果は,UTB MOSFETはVTCMOSに適したデバイスであることを示しており,将来の超低消費電力VLSIに貢献するものである.特性ばらつきの低減に関しては,SOI層の薄膜化に伴いSOI膜厚ゆらぎの寄与が大きくなり,しきい値電圧ばらつきが大きくなることを示し,(100)nMOSFETsよりもpMOSFETsのほうがばらつきが大きいことを示した.これは,電子と正孔の有効質量の差を反映した結果である.また,しきい値電圧ばらつきは基板バイアスを印加することによって抑制可能であることを示した.これは,基板バイアスによる量子閉じ込め効果がSOI膜厚の厚いデバイスに対してより強く働くことを利用した手法である.本研究の目的は,量子効果を積極的に利用し,極薄チャネルSOI MOSFETの高性能化をはかることである.本研究では,電流駆動力の向上,低消費電力化,特性ばらつきの低減という3つの重要なデバイス特性を改善する方法を提案し,実験的に検証した.これらの結果は,今後10年以内に量産されると予想されるサブ20nm MOSFETを実現する上で重要な技術である.電流駆動力の向上に関しては,SOI膜厚が6nm以下の領域において基板面方位(110)pMOSFETはこれまでに報告されている他のデバイスと比較して正孔移動度が最高の値となることを示した.サブバンド変調による移動度増加,基板垂直方向の有効質量が大きいことによる膜厚ゆらぎ散乱の抑制が移動度向上の物理的起源である.また,(110)ダブルゲートnMOSFETは,SOI膜厚5nmにおいて電子移動度が向上することを示した.移動度向上の物理的起源は電界緩和による表面ラフネス散乱の低減にある.さらに,移動度の値から遅延時間を見積もり比較した結果,(100)面上に<110>方向に作製したFinFETが将来もっとも有望なデバイス構造であることを示した.低消費電力化に関しては,SOI膜厚を薄膜化するほど調整範囲が増大することを述べ,古典的な効果と量子力学的な効果の2つが共存することを示した.量子力学的な効果によるしきい値電圧調整範囲増大の起源は量子閉じ込め効果によってフロント,バック両界面の基底準位が上昇することによるものであることを示した.特性ばらつきの低減に関しては,SOI層の薄膜化に伴いしきい値電圧ばらつきが大きくなることを示し,また,しきい値ばらつきは基板バイアスを印加することによって抑制可能であることを示した.
オオヒメグモの越冬戦略を凍死と餓死の危険性から読み解く

クモのSCPを決定する要因として、餌虫が保持する氷核活性物質の関与が示唆されている(Tanaka 2001)。この点を明らかにするため、氷核活性バクテリアをもちいた操作実験をおこなった。氷核活性バクテリアを摂食した虫をクモに与えたところ、体組織の凍結開始温度である過冷却点(SCP)が上昇したのに対し、バクテリアを摂食していない虫を食べたクモのSCPは低いまま保たれた。このことは、氷核物質が摂食を通して餌虫から捕食者に伝わり、そのSCPに影響をおよぼすことを意味している(投稿中)。本種の凍結回避戦略を理解するうえで、この餌虫由来の氷核活性物質の同定は不可欠であろう。オオヒメグモは休眠という特殊な生理状態で冬を越す。休眠の誘導にともない、貯蔵栄養物質である脂質の蓄積が起きるか否かについて検討した。材料としては、冷温帯個体群(札幌)と亜熱帯個体群(沖縄)を用いた。両者ともに、休眠誘導にともなってTGの蓄積がおきた。このことは、(1)冷温帯でも亜熱帯でも、脂質が越冬時の主要な貯蔵栄養であること、(2)亜熱帯であっても冬季に飢餓の危険性が存在している可能性、を示唆している。貯蔵栄養をじゅうぶんに蓄えたクモは長期の絶食が可能であり、結果として捕食を介した氷核物質のとりこみを回避できる可能性がある。この点を明らかにするために、野外越冬個体の脂質含量とSCPの関連を調べた。まだ、解析は終わっていないが、暖温帯個体群(福岡、宮崎)では両者の間に弱い相関が見出された。飢えた個体は、冬のあいだも積極的に捕食するので、結果としてSCPが高まるのだろう。日本各地で越冬個体の捕食頻度を調査した。捕食頻度は南で高く、北で低かった。この傾向は、越冬個体のSCPの地理的傾向と一致していた。今後、冬季に活動する虫たちが氷核物質を保持しているか否かについての検討が必要だろう。摂食活動や消化管内容物の存在がSCPにおよぼす影響を明らかにするために、寒冷地(東北)と西南暖地(九州)のオオヒメグモ越冬幼生を材料に、自然条件下でめ摂食状況とSCPの関連を調査した。SCPは寒冷地の集団で低く(平均-18,9°C)、西南暖地の集団で高かった(-10.9°C)。寒冷地では冬季に捕食活動はまったく観察されなかったのに対し、西南暖地でゆわずかながら捕食が観察されたこのことは、摂食活動とSCPの間に密接な関連があることを示唆している。摂食活動にみられた地理的な違いは、餌となる虫の活動性の違いにのみ起因しているわけではなかった。採集したクモを実験室(25°C)にもちかえり餌虫(コオロギなど)を与えたところ、寒冷地の集団は西南暖地の集団にくらべ餌虫に対する攻撃性が弱い傾向がみられた。はたして、この違いが遺伝的な違いによるものなのか、それとも貯蔵栄養(脂質など)の蓄積量の違いによるものなのか、現在検討中である。休眠、絶食および低温処理などがクモのSCPに及ぼす影響を明らかにするために、異なる光周期(16Lと12L:短日条件は幼生休眠を誘導する)および温度条件(25°Cと5°C)下で絶食実験を行なった。SCPは休眠に入ったか否か、低温を経験したか否かに関わりなく、絶食すると低下したこのことは休眠それじたいはSCPの低下に直接的には関わっていないことを示している。ただし、休眠が誘導されない25°C長日条件下では40%近くのクモが餓死したことから、休眠は貯蔵栄養を蓄積することで絶食にともなう餓死の危険を回避し、結果としてSCPの低下に関わっていることが示唆された。

まだ、解析は終わっていないが、暖温帯個体群(福岡、宮崎)では両者の間に弱い相関が見出された。飢えた個体は、冬のあいだも積極的に捕食するので、結果としてSCPが高まるのだろう。日本各地で越冬個体の捕食頻度を調査した。捕食頻度は南で高く、北で低かった。この傾向は、越冬個体のSCPの地理的傾向と一致していた。今後、冬季に活動する虫たちが氷核物質を保持しているか否かについての検討が必要だろう。
プラズマレンズによる大強度シングルバンチ・重イオンビームの集束に関する研究

本年度は、前年度に引き続きプラズマレンズの数値解析を行った。数値解析には輻射輸送を考慮した1次元電磁流体コードMULTI-Zを用いた。計算コードの検証を行うためにまず、実験との比較を行った。Zピンチ放電装置により発生する高密度Heプラズマの分光診断を行い、得られた電子密度、電子温度をMULTI-Zの計算結果と比較した。その結果、実験値と計算値の違いは10%以内に収まっており、計算コードはプラズマレンズの設計に用いるのに十分な信頼性を有することが分かった。計算から求めた最大ピンチ時の方位角方向の磁束密度分布は、中心軸(Z軸)からやや離れたところでは比較的なだらかで線形な半径方向分布を持っており、理想的なレンズの条件を満たしていることが分かった。しかし、中心軸近傍では電子密度、電子温度の勾配が非常に大きく、またその変動も急激に起こるため、複雑な電流分布となり、磁束密度分布も乱れていることが分かった。従って、中心軸近傍を通過するイオンビームは急激な偏向を受け、うまく収束できない可能性がある。実際にプラズマレンズを用いたビーム収束実験では、ドーナツ状のビーム収束パターンが観測されており、これは上記の結果を裏付けている。ピンチ時の磁束密度分布(電流分布)は、放電管半径、放電電流波形、ガス充填圧力に強く依存しており、これらを最適化することにより、個々のケースに合わせたプラズマレンズの適切な設計が可能であることが本研究の解析から明らかになった。本年度は,設計のためにプラズマレンズの数値解析を行った.解析には輻射輸送を考慮した1次元電磁流体コードを用いた,初期プラズマ半径,放電電流,初期圧力などの初期値をパラメータにして,プラズマレンズの挙動を調べ,プラズマ中に発生した磁束密度の空間分布とその時間変化を求めた.その結果,プラズマレンズのピンチ時間は初期プラズマ温度とその分布に強く依存することが分かった.また,初期圧力に対する依存性はさほど大きくなかった.プラズマ中の磁場は比較的なだらかな分布をしており,イオンビームを通した際の非線形効果による悪影響は小さく,大電流重イオンビーム用の強集束力レンズとして十分に用いることができる見通しを得た.本年度は、前年度に引き続きプラズマレンズの数値解析を行った。
岩石氷河への岩屑の供給機構

中緯度高山地域に広く分布する岩石氷河内部には,氷の含有率の高い永久凍土が含まれているため,気候温暖化に伴う凍土の融解によって崩壊や土石流が引き起こされる可能性が高い.本研究では,「岩石氷河への岩屑の供給過程」という観点から岩石氷河の挙動のモデル化を目的として,スイスと日本の山岳地域に発達する岩石氷河群を対象に,背後岩壁からの岩屑の生産と岩石氷河への堆積過程,および岩石氷河の内部構造の発達過程に関する調査・観測を行った.調査・観測項目は次の通りである.(1)岩壁上での亀裂成長とその温度条件に関する無人観測.(2)融雪期の岩石氷河への岩屑堆積量と粒径の計測.(3)岩壁から崖錐・岩石氷河にかけての岩屑の粒径分布と堆積構造の変化の計測.(4)ボーリングによる岩石氷河構成物の含氷率と岩屑の供給過程の検討.(4)比抵抗映像法による岩石氷河構成層の厚さと体積の推定.研究成果は以下のようにまとめられる.(1)冬期の季節的凍結により岩盤内部の亀裂が拡大し,春の融雪直後に巨礫の落石が頻発する.したがって岩屑生産量は,凍結・融解頻度よりも,最大凍結・融解深度に依存する.(2)到達距離が長い巨礫は崖錐を越えて堆積し,岩石氷河の流動によって表面の岩塊層が発達する.このような崖錐斜面上での転石の分級によって二層構造が発達する.(3)近年の気候温暖化により岩石氷河の流動は加速傾向にあるが,これは一方で岩屑層の厚さと表面傾斜を減少させるために,いずれ流動は減速に転じる可能性が高い.また,積雪条件を反映した流動速度,の年々変化も有意である.(4)最終的に,背後岩壁からの岩屑供給速度と岩石氷河の三次元的流動速度の観測結果に基づいて,現在の岩石氷河の物質収支をモデル化した.中緯度高山地域に広く分布する岩石氷河内部には,氷の含有率の高い永久凍土が含まれているため,気候温暖化に伴う凍土の融解によって崩壊や土石流が引き起こされる可能性が高い.本研究では,「岩石氷河への岩屑の供給過程」という観点から岩石氷河の挙動のモデル化を目的として,スイスと日本の山岳地域に発達する岩石氷河群を対象に,背後岩壁からの岩屑の生産と岩石氷河への堆積過程,および岩石氷河の内部構造の発達過程に関する調査・観測を行った.調査・観測項目は次の通りである.(1)岩壁上での亀裂成長とその温度条件に関する無人観測.(2)融雪期の岩石氷河への岩屑堆積量と粒径の計測.(3)岩壁から崖錐・岩石氷河にかけての岩屑の粒径分布と堆積構造の変化の計測.(4)ボーリングによる岩石氷河構成物の含氷率と岩屑の供給過程の検討.(4)比抵抗映像法による岩石氷河構成層の厚さと体積の推定.研究成果は以下のようにまとめられる.(1)冬期の季節的凍結により岩盤内部の亀裂が拡大し,春の融雪直後に巨礫の落石が頻発する.したがって岩屑生産量は,凍結・融解頻度よりも,最大凍結・融解深度に依存する.(2)到達距離が長い巨礫は崖錐を越えて堆積し,岩石氷河の流動によって表面の岩塊層が発達する.このような崖錐斜面上での転石の分級によって二層構造が発達する.(3)近年の気候温暖化により岩石氷河の流動は加速傾向にあるが,これは一方で岩屑層の厚さと表面傾斜を減少させるために,いずれ流動は減速に転じる可能性が高い.また,積雪条件を反映した流動速度,の年々変化も有意である.(4)最終的に,背後岩壁からの岩屑供給速度と岩石氷河の三次元的流動速度の観測結果に基づいて,現在の岩石氷河の物質収支をモデル化した.中緯度高山地域に広く分布する岩石氷河内部には,氷の含有率の高い永久凍土が含まれているため,気候温暖化に伴う凍土の融解が崩壊や土石流を引き起こす可能性が高い.そのため,国際永久凍土学会の「岩石氷河の動態解析」委員会では,岩石氷河の挙動に関するモデルの構築を共同で進めている.本研究では,「岩石氷河への岩屑の供給過程」という観点からモデル化を推進することを目的とし,スイスと日本の岩石氷河群を対象として,岩壁からの岩屑の生産と岩石氷河への堆積,岩石氷河の内部構造の形成に関する調査・観測を行っている.本年度は以下の研究を実施した.(1)岩壁で物理的風化に関する無人観測(岩盤の亀裂変位・温度・水分変化)により,亀裂進展時の温度・水分条件について検討した.(2)融雪期に岩石氷河上に堆積した岩屑の大きさと量を調べた.(3)岩壁から崖錐・岩石氷河にかけて,岩屑の粒径分布と堆積構造の変化に関する計測を行った.その結果,冬期の季節的凍結により岩盤内部の亀裂が拡大し,春の融雪直後に巨礫の落石が頻発することがわかった.これは,従来の凍結融解回数を岩壁の風化速度の指標にするという手法は無効であり,最大凍結深度の評価が重要であることを示す.また,礫径は崖錐下部ほど増加するが,岩石氷河上ではほぼ一定となった.到達距離が長い巨礫は崖錐を超えて堆積し,岩石氷河の流動によって表面の岩塊層が発達すると推定された.

平成13年度は,以上の観測・調査を継続するとともに,岩石氷河のボーリングによって内部構造を調べ,三次元的な堆積構造の形成過程について検討を加える.また,平成13年9月に日本で開催される第5回国際地形学会議において,日本アルプスの調査地域への野外巡検を企画しており,その際に世界各国の岩石氷河研究者と研究成果について議論し,研究を総括する予定である.中緯度高山地域に広く分布する岩石氷河内部には,氷の含有率の高い永久凍土が含まれているため,気候温暖化に伴う凍土の融解によって崩壊や土石流が引き起こされる可能性が高い.そのため,国際永久凍土学会の「岩石氷河の動態解析」委員会では,岩石氷河の挙動に関するモデルの構築を共同で進めている.本研究では,「岩石氷河への岩屑の供給過程」という観点からこのモデル化を推進することを目的とし,スイスと日本の山岳地域に発達する岩石氷河群を対象として,背後岩壁からの岩屑の生産と岩石氷河への堆積過程,および岩石氷河の内部構造の発達過程に関する調査・観測を行った.最終年度となる本年度は以下の研究を実施した.(1)ボーリングによって岩石氷河の堆積構造を調べ,堆積物の含氷率と岩屑の供給過程を検討した.(2)比抵抗映像法により,岩石氷河を構成する岩屑層の厚さと体積を推定した.(3)背後岩壁からの岩屑供給速度と岩石氷河の三次元的流動速度の観測結果に基づいて,現在の岩石氷河の物質収支を計算した.その結果,岩石氷河に特徴的な二層構造が崖錐斜面上での転石の分級に端を発していること,最近の気候温暖化により岩石氷河の流動は加速傾向にあることが明らかになった.この加速傾向は,一方で岩屑層の厚さと表面傾斜を減少させるために,いずれ流動は減速に転じる可能性があることが推定された.以上の結果に基づいて,最終的に,岩石氷河の変形機構をモデル化した.
沖縄における子どもの身体活動と学力向上に関する縦断研究および介入研究

本研究は,学力・体力両面に課題を抱える沖縄県の児童生徒を対象として,これまで相反すると考えられていた身体活動・体力と学力との関連性について3年間縦断的に検討することを目的としている.また,介入プログラムの開発を試みる.本年度は,昨年度まで実施してきた中学生の3年間の追跡調査のデータを用いて解析を行い,2つの研究成果を学術誌に公表した.まず,本研究のベースラインデータを用いて,種々の交絡因子を考慮した上で,身体活動と学力との関連における有酸素性能力の媒介効果を横断的に検討したところ,男子の場合,有酸素性能力が身体活動と学力との関連を媒介することが示された.次いで,学力の変化に対する体力の変化の因果的影響を検討するために,3年間の縦断データについて,個人内効果と個人間効果を同時に検討できるハイブリッドモデルを採用して分析した.その際,追跡時のデータの欠損を多重代入法によって補完した.結果として,男子における体力の個人内効果および個人間効果が学力の変化とポジティブに関連することを示し,男子の場合,体力向上が学力向上に好影響を与える因果的効果の可能性が示唆された.女子における関連は認められなかったものの,関連の向きは正であったため,少なくとも体力向上が学力向上に悪影響をおよぼす可能性は低いといえる.以上のことから,中学生の日常的な身体活動を促進することは,彼らの身体的健康だけではなく,学力にも好影響を及ぼすであろうことが示唆された.授業中の学習を伴う身体活動プログラム(アクティブ・レッスン・プログラム)に関する2015年以降の介入研究についてシステマティック・レビューを行い,エビデンスを更新した.採択基準に合致した10編を抽出し,先行レビューで抽出されたプログラムも含めて,学習効果が認められたプログラムの内容を整理した上で,小学校学習指導要領算数に対応したプログラムを提案した.本研究は,学力・体力両面に課題を抱える沖縄県の児童生徒を対象として,これまで相反すると考えられていた身体活動と学力との関連性について詳細に検討し,介入プログラムの開発を試みることを目的とする。初年度である本年度は,児童生徒の身体活動と学力との関連性について様々な交絡因子を考慮した縦断調査を開始した。対象は沖縄県島尻教育事務所管内の中学校5校に在籍する全1年生608名である。ベースラインデータとして,学級における質問紙調査により身体活動および座位行動を含む生活習慣,家庭・学校生活要因,社会経済状態,健康指標等に関する情報を収集し,各中学校より体力・運動能力調査と各教科の学期末成績評定に関するデータを収集した。また一部の生徒について加速度計による身体活動量を測定した。これらの収集データを連結し匿名化して分析に用いた。また,沖縄県全域から小学校30校,中学校30校を抽出し,在籍する全小学6年生2671名と全中学3年生5133名を対象として同様の内容の横断調査を行った。横断調査の学力は全国学力・学習状況調査の結果を用いた。本研究計画は琉球大学疫学研究倫理審査委員会および当該教育委員会の承認を得ている。保護者にはオプトアウトによるインフォームドコンセント等の手続きをとった。縦断研究のベースラインデータを分析した結果,身体活動・体力と学力との関連パターンに性差がみられた。男子の場合,身体活動および体力は学力と正の関連を呈し,身体活動増強および体力増強が高い学力と関係することを示唆したが,女子の場合,身体活動および体力のどちらも学力と関連を認めなかった。この結果は社会経済状態などの交絡因子を投入した後も変化しなかった。また,投入した変数の中では社会経済状態が最も強く学力と関連しており,これまでの知見を支持していた。横断研究のデータは現在,入力・分析中である。当初の計画通り,研究対象校や当該教育委員会の協力を得て,縦断調査を開始できた。また,全県レベルのデータを用いた横断調査も実施した。様々な交絡因子を考慮した質問紙調査データ,体力・運動能力調査結果,学期末成績評定を連結したベースラインデータを作成でき,データ解析についても当初の予定通り進んでいることから,おおむね順調に進展していると考える。本研究は,学力・体力両面に課題を抱える沖縄県の児童生徒を対象として,これまで相反すると考えられていた身体活動と学力との関連性について3年間縦断的に検討することを目的としている。また,介入プログラムの開発を試みる。2年目にあたる平成28年度は,児童生徒の身体活動と学力との関連性について様々な交絡因子を考慮した質問紙を用いて,2回目のフォローアップ調査を実施した。対象は沖縄県島尻教育事務所管内の中学校5校に在籍する全2年生611名である。ベースライン調査と同様に,学級における質問紙調査により身体活動および座位行動を含む生活習慣,家庭・学校生活要因,社会経済状態,健康指標等に関する情報を収集し,各中学校より体力・運動能力調査と各教科の学期末成績評定に関するデータを収集した。2年間のパネルデータを用いて,1年生から2年生にかけての身体活動と成績評定の変化について単変量解析したところ,男子では,成績評定は全体的に低下したものの,高い身体活動水準を維持した群と身体活動水準が改善した群は,身体活動水準の低い状態が続いた群と身体活動水準が悪化した群と比較して,成績評定の低下は高い水準で推移するか,または低下しないことが明らかとなった。女子では,いずれの身体活動群においても同じ様に成績評定が低下した。

体力と成績評定の変化の関連をみたところ,男子では,体力改善群に成績評定の低下は認められなかった。女子では,身体活動の変化と同様に,いずれの変化群においても成績評定が低下した。介入プログラムに関する先行研究レビューは最近の論文も含めて収集中である。当初の計画通り,研究対象校や当該教育委員会の協力を得て,2年目の追跡調査を実施できた。様々な潜在的交絡因子を考慮した質問紙調査データ,体力・運動能力調査データ,学期末成績評定データを連結した2年間のパネルデータのデータセットを作成でき,データ解析についても当初の予定通り進んでいる。介入プログラムの文献レビューも進行中である。以上のことから,おおむね順調に進展していると考える。本研究は,学力・体力両面に課題を抱える沖縄県の児童生徒を対象として,これまで相反すると考えられていた身体活動と学力との関連性について3年間縦断的に検討することを目的としている.また,介入プログラムの開発を試みる.3年目にあたる平成29年度は,児童生徒の身体活動と学力との関連性について様々な交絡因子を考慮した質問紙を用いて,3回目のフォローアップ調査を実施した.対象は沖縄県一教育事務所管内の中学校5校に在籍する3年生612名である.ベースライン調査および2回目フォローアップ調査と同様に,学級における質問紙調査により身体活動および座位行動を含む生活習慣,家庭・学校生活要因,社会経済状態,健康指標等に関する情報を収集した.体力および学業成績として,各中学校より体力・運動能力調査と各教科の1学期末成績評定に関するデータを収集した.これらの収集データを連結し匿名化して分析に用いた.本研究計画は琉球大学疫学研究倫理審査委員会および当該教育委員会の承認を得ている.3年目の学業成績を従属変数とした重回帰分析の結果,男子においては,1年目の学業成績および20mシャトルラン回数は,3年目の学業成績に対して正の関連を示した.この関連は,その他の潜在的な交絡因子の影響を考慮したうえでも有意であった.女子においては,1年目時点の学業成績のみが3年目の学業成績に対して正の関連を示した.介入プログラムの文献レビューの結果,10編を該当論文として抽出した.体育授業以外の教科学習中に教育的要素を組み込んだ身体活動プログラムの教育的効果は,ポジティブあるいはニュートラルという結果であった.身体活動量については,プログラム内容に依拠した確かな増強が認められた.当初の研究計画通り,研究対象校や当該教育委員会の協力を得て,3年目の追跡調査を実施できた.昨年度と同様に,様々な潜在的交絡因子を含めた質問紙調査データ,体力・運動能力調査データ,学期末成績評定データを連結した3年間のパネルデータセットを作成でき,3年間の追跡データの分析を実施した.これまでの研究の成果および介入プログラムに関する文献レビューの結果も含めて,学会発表を行った.しかし介入プログラムの考案まで至らなかったので,現在までの進捗状況はやや遅れている.本研究は,学力・体力両面に課題を抱える沖縄県の児童生徒を対象として,これまで相反すると考えられていた身体活動・体力と学力との関連性について3年間縦断的に検討することを目的としている.
銀河系規模で起きる炭素質ダスト・マクロ有機分子の進化を観測的に検証する

本年度の主な研究実績は次のとおり。(1)星間分子の近赤外高分散観測に集中し、吸収線スペクトルを使った分子星間物質の定量的研究を行った。われわれは、分子星間物質を形づくる最も基本的な3つの分子、H2,CO,H3+を標的とし、分子間の相対存在量比、同位体比を調べた。観測とそれによって新たに得られた知見は以下のとおり。(ア)巨大分子雲に深く埋もれた形成中の大質量星を背景光として使い、前景のCOの同位対比を測定した。通常強く飽和して物理量の測定には使えない12COを2.4umの倍音振動で測定することで、13COと同程度の光学的厚さで観測を実現したところが、本観測のユニークな点である。太陽系近傍(<1kpc)の12C/13Cは、これまでおよそ50-60と考えられてきたが、われわれの観測結果はその倍程度の値を示している。これは10-20年前に行われた同種のパイオニア的観測の結果を支持するものである。なぜ電波・紫外線で観測される値と異なるのか、さらなる高分散観測が必要である。(イ)星間分子雲中のH2/CO比は、質量をはじめとした分子雲の基礎的な物理量の測定にcriticalな数字である。なぜなら、星間分子の9割以上を構成するH2分子は、双極子モーメントを持たないため電波で不可視であり、代用として観測されるCOを上記の比を用いてH2量に換算しているからである。われわれは、非常に微弱な2um帯のH2四重極子遷移の吸収線分光観測を粘り強く続け、ようやく1天体からpositiveな吸収線を検出した。この観測のユニークな点は、比較するCOが同じく2.3umに吸収線を持つため、一回の露出で、また、系統的誤差にそれほど影響されずにH2/COの比が直接得られることである。正確な比を計算するためのデータ解析が現在進行中である。(ウ)H3+は、星間化学の連鎖反応を支配するパワフルな星間分子イオンである。われわれは銀河中心方向の明るい赤外線弦を用いて、われわれと銀河中心との間で起こるH3+の吸収をくわしく調べた。その結果、これまで星間で観測されたことのない、準安定励起レベルからのH3+吸収を検出した。この順位は基底状態から300Kあまり高く、通常このような温かい星間雲が銀河中心までのpath lengthのなかに豊富に存在すると考えるのは難しい。すばる望遠鏡、Gemini South望遠鏡などを使った追加観測が進められつつある。(2)補償光学系を使った将来の研究課題についてコミュニティと広く議論する場を設けるため「AO Science Workshop 2003in Hakone」と題するワークショップを開催した。ワークショップの構想から会議運営の実務まで、主体的に会議をリードした。本年度中に行った研究は以下のとおりである。(1)炭素型星周辺での炭化水素星間塵の形成と進化:進化末期の炭素型星は、炭素質ダストの星間空間における循環の出発点である。星のまわりでどのような固体物質が生まれ、どのような進化を経て星間空間に拡散していくのか理解することは、星間固体物質の流れの原点をさぐる本質的な意味を持つ。報告者は、すばる望遠鏡とその近赤外分光撮像装置(Infrared Camera and Spectrograph ; IRCS)を使って、このような進化末期の星のひとつである前期惑星状星雲IRAS 22272+5435を分光観測した。星周辺での進化を議論する場合、より高い空間分解能で放射物質の物性のちがいを区別することが観測の鍵となる。報告者は補償光学系(Adaptive Optics system ; AO)を使うことにより0.1秒角の空間分解能を達成し、600-1300天文単位での炭素質ダストの化学進化の証拠をとらえた。この結果は印刷中のAstrophysical Journalで発表される予定である。(2)星間分子:星間分子は、星間固体物質の原材料となる。特にH_2、COといった基本的な分子は、星間分子の質量の大半を担うだけでなく星間空間の物理状態を知るためのよいプローブとなるという意味で重要である。報告者はAOとIRCSを使って濃い分子雲に埋もれた若い星を高い波長分散で観測し、一酸化炭素分子の^<12>CO/^<13>CO同位体比が太陽系近傍で異常に高くなっていることを見出した。この結果は現在発表準備中である。(3)星間分子イオン:星間分子のなかでももっとも簡単な分子イオンであるH_3^+は、単純な原子や分子からより複雑な分子を組み立てるための「のり」として、星間化学において特別な役割を果たす。報告者はこれをAOとIRCSを使って分光観測し、銀河中心方向における星間媒質に多くの準安定準位のH_3^+を発見した。これまでH_3^+に準安定準位があることは長く理論的に予測されてきたが、星間での吸収線の検出は報告者の観測がはじめてとなる。この結果はPublication of Astronomical Society of Japanのすばる特集号において発表された。(4)AO分光観測:この他、AOを分光観測に使う際の問題点についての考察を、8月ハワイ島にて開かれた国際会議SPIE meetingで発表した。

(1)星間分子の近赤外高分散観測に集中し、吸収線スペクトルを使った分子星間物質の定量的研究を行った。われわれは、分子星間物質を形づくる最も基本的な3つの分子、H2,CO,H3+を標的とし、分子間の相対存在量比、同位体比を調べた。観測とそれによって新たに得られた知見は以下のとおり。(ア)巨大分子雲に深く埋もれた形成中の大質量星を背景光として使い、前景のCOの同位対比を測定した。通常強く飽和して物理量の測定には使えない12COを2.4umの倍音振動で測定することで、13COと同程度の光学的厚さで観測を実現したところが、本観測のユニークな点である。太陽系近傍(<1kpc)の12C/13Cは、これまでおよそ50-60と考えられてきたが、われわれの観測結果はその倍程度の値を示している。これは10-20年前に行われた同種のパイオニア的観測の結果を支持するものである。なぜ電波・紫外線で観測される値と異なるのか、さらなる高分散観測が必要である。(イ)星間分子雲中のH2/CO比は、質量をはじめとした分子雲の基礎的な物理量の測定にcriticalな数字である。なぜなら、星間分子の9割以上を構成するH2分子は、双極子モーメントを持たないため電波で不可視であり、代用として観測されるCOを上記の比を用いてH2量に換算しているからである。われわれは、非常に微弱な2um帯のH2四重極子遷移の吸収線分光観測を粘り強く続け、ようやく1天体からpositiveな吸収線を検出した。この観測のユニークな点は、比較するCOが同じく2.3umに吸収線を持つため、一回の露出で、また、系統的誤差にそれほど影響されずにH2/COの比が直接得られることである。正確な比を計算するためのデータ解析が現在進行中である。(ウ)H3+は、星間化学の連鎖反応を支配するパワフルな星間分子イオンである。われわれは銀河中心方向の明るい赤外線弦を用いて、われわれと銀河中心との間で起こるH3+の吸収をくわしく調べた。その結果、これまで星間で観測されたことのない、準安定励起レベルからのH3+吸収を検出した。この順位は基底状態から300Kあまり高く、通常このような温かい星間雲が銀河中心までのpath lengthのなかに豊富に存在すると考えるのは難しい。すばる望遠鏡、Gemini South望遠鏡などを使った追加観測が進められつつある。(2)補償光学系を使った将来の研究課題についてコミュニティと広く議論する場を設けるため「AO Science Workshop 2003in Hakone」と題するワークショップを開催した。ワークショップの構想から会議運営の実務まで、主体的に会議をリードした。
音楽的発達と音楽的文化化の観点から検討した小学校のリズム指導カリキュラムの開発

本研究では、小学校16年生までの音楽的拍感の発達を音楽聴取時に付加した手拍子の解析から検討した。「きらきら星変奏曲(モーツァルト作曲)」聴取時に発生する手拍子を、手袋に電極を付けてパルス化した信号をコンピュータへ直接入力し記録した。変奏曲ごとに各拍の手拍子出現率を求め、フーリエ変換後のスペクトル及び平均値から分析した。その結果、1年生は8拍の旋律のまとまりを優先した拍感が強く現れ、2年生以降は等拍の保持、3年生以降は音楽の内容に沿って拍の時間的間隔を変え、5年生以降は3拍子への変化も感受し、6年生は音楽の形式に呼応して拍の間隔を変えるといった拍感の大まかな発達のみちすじが明らかになった。本研究は、小学校音楽科で養う能力の一つであるリズム感について、児童の発達過程を実験から明らかにした上で、リズム指導カリキュラム開発を行うものである。平成25年度では、研究分担者らが開発した音楽聴取反応分析装置を用いて、手拍子による音楽への同期実験を小学校で実施し、基礎データを得た。実験は、小学校16年生まで各2クラスそれぞれ集団で実施し、「きらきら星変奏曲(モーツァルト作曲)」鑑賞時、音楽に同調して発生する手拍子情報を、手袋に付けた電極からコンピュータへ直接入力して採取した。この装置の概要は、ハードウエアとしては児童の拍動作を画一的な電気信号に変換するためのスイッチ装置および電子回路であり、ソフトウエア的には0.1秒ごとにデータを採取してパソコンに取り込むプログラムである。現在、データの整理(ビデオ映像と照合しながらコントローラー間タイムラグの調整、チャタリングのカット)を終え、拍同期時の手拍子に注目し、リズム感の土台となる拍感について分析を進めている。幼児対象の実験結果(水野2012)からは、西洋音楽の根底を流れる拍感より旋律の輪郭を優先する伝統的音感覚が強く確認された。しかし、現代の音楽文化や学校音楽教育が西洋音楽の様式を基本とすることから、児童のリズム感は伝統的音感覚に西洋的感覚が融合されながら発達していくと予想される。この過程を明らかにすることは、音楽指導上大変重要であり、分析装置を用いて科学的に実証する点に本研究の意義がある。また、岐阜県内の現役教師30名から児童のリズム感とその指導について質問紙調査をした結果、児童のリズム感の二極化傾向と系統性に欠ける指導の現状が示唆された(岐阜女子大学紀要第43号,2014)。後者は、西洋的リズムについて教科書を分析した結果からも裏付けられた(初等教育学研究報告VOL.3,2014)。本研究は、小学校音楽科で養う能力の一つであるリズム感について、児童の発達過程を音楽鑑賞時に発生する手拍子から明らかにし、それを基にリズム指導カリキュラム開発を行うものである。平成25年度は、小学校16年生まで各2クラスに、音楽リズム実験を実施した。「きらきら星変奏曲(モーツァルト作曲)」鑑賞時、音楽に同調して発生する手拍子情報を、手袋に付けた電極からコンピュータへ直接入力して採取した。この音楽リズム反応読取装置は、研究分担者らが開発したもので、ハードウエアとしては児童の拍動作を画一的な電気信号に変換するためのスイッチ装置および電子回路であり、ソフトウエア的には0.1秒ごとにデータを採取してパソコンに取り込むプログラムである。実験後に、データの整理(ビデオ映像と照合しながら6個のコントローラー間タイムラグの調整、チャタリングのカット等)を行い、基礎データを得た。平成26年度は、このデータの解析を行った。各拍の手拍子出現率を求め、変奏曲ごとに出現率推移グラフを作成し、フーリエ変換後のスペクトル、及び平均出現率・標準偏差を算出して、学年による比較及び変奏曲ごとの比較から分析した。その結果、1年生は8拍の旋律のまとまりを優先した拍感が強く現れ、2年生以降は基本拍の保持、3年生以降は音楽の内容に沿って拍の時間的間隔を変えて音楽の変化に対応し、5年生以降は3拍子への変化にも対応でき、6年生は正確に拍に同期している様子が認められた(日本音楽教育学会第45回全国大会発表、日本音楽教育学会2014年度東海地区例会発表)(岐阜女子大学紀要第44号,2015)。このような学年ごとの特徴から、児童の拍感の大まかな発達の道筋を捉えることができた。本研究は、小学校音楽科で養う能力の一つであるリズム感について、児童の発達過程を音楽鑑賞時に発生する手拍子から明らかにし、リズム指導カリキュラム開発研究を行うものである。平成25年度は、児童対象に手拍子による同期実験を実施した。「きらきら星変奏曲(モーツァルト作曲)」鑑賞時、音楽に同調して発生する手拍子情報を、手袋に付けた電極からコンピュータへ直接入力して記録した。この音楽リズム反応記録装置は、研究分担者らが同時に開発を進め、0.1秒ごとにデータを採取してパソコンに取り込むようプログラミングされている。平成26年度は、このデータの解析をフーリエ変換等を用いて行った。その結果、1年生から8拍ディップによる旋律を優先した拍感、2年生からは基本拍の保持、3年生からは音楽の内容に沿った拍の時間的間隔の変化、4年生からは形式の認識、5年生からは同期精度の高まり、6年生からは形式・内容に呼応した拍感が認められた。学年ごとの拍感の発達過程が明らかになり、カリキュラムの基礎資料を得た。平成27年度は実験方法の検証をした。児童に実施した実験と同じ手続きによる生演奏とDVD再生演奏の音楽聴取比較実験を大学生対象に実施し、同期の解析と鑑賞後の質問紙調査の分析から検討した.

その結果、生演奏による聴取はDVD再生演奏より拍への同期精度が高く、拍子リズムの感受に優れた。DVD再生演奏は速度やリズムの知覚に集中するのに対し、生演奏からは速度の変化・リズムの特徴・音色のニュアンス・曲想から受けるイメージを偏りなく感受し、鑑賞効果が高いことが確認された。これにより、音楽の聴取実験における生演奏の有効性が示唆された。装置の改良も行い、計測時間を0.05秒に短縮し精度を高めた。以上のように、児童のリズム感の発達の解明と聴取実験における生演奏の有効性の検証という二つの成果を上げることができた。本研究では、小学校16年生までの音楽的拍感の発達を音楽聴取時に付加した手拍子の解析から検討した。「きらきら星変奏曲(モーツァルト作曲)」聴取時に発生する手拍子を、手袋に電極を付けてパルス化した信号をコンピュータへ直接入力し記録した。変奏曲ごとに各拍の手拍子出現率を求め、フーリエ変換後のスペクトル及び平均値から分析した。その結果、1年生は8拍の旋律のまとまりを優先した拍感が強く現れ、2年生以降は等拍の保持、3年生以降は音楽の内容に沿って拍の時間的間隔を変え、5年生以降は3拍子への変化も感受し、6年生は音楽の形式に呼応して拍の間隔を変えるといった拍感の大まかな発達のみちすじが明らかになった。本研究は、音楽鑑賞時の手拍子から児童の拍感を検討するため、手拍子情報を正確に採取することが分析の精度を高めることになる。研究分担者らは、手拍子情報をリアルタイムで収集できる音楽リズム反応読取装置を2013年に開発し、「手袋に付けた電極からコンピュータへの直接入力」「0.1秒間隔での自動記録」を可能にした。これにより、当初予定していた授業分析装置(2011年実用新案登録:登録第3171416号)よりはるかに精緻な反応データを収集することができ、個々の手拍子情報の正確な時系列変化からクラス全体の拍同期時の瞬時値推移を捉えることができた。これを解析した結果、学年ごとに特徴がはっきり現れ、児童の音楽的拍感の大まかな発達の道筋が浮かび上がった。このような研究成果を得られたことにより、結果的には当初の計画以上に進展していると考えられる。音楽教育学音楽心理学今後の研究では、解析から明らかになった児童の拍感の発達過程について音楽的発達と音楽的文化化の観点から検討して研究成果をまとめ、小学校における段階的なリズム指導カリキュラムの基礎資料となる児童のリズム感の大まかな発達段階を学年ごとに明らかにする。これを、内外の学会で発表し、学会誌や大学の紀要等に投稿する。本研究では、まず、リズム感の最も基礎となる拍感の発達的解明が主眼となる。それを調べるために、手拍子による同期実験を音楽聴取反応分析装置を用いて実施した。研究分担者らは、2011年実用新案登録した授業分析装置を改良し、児童・生徒の手拍子情報をリアルタイムで収集できる装置を2013年に開発した。この、「手袋に付けた電極からコンピュータへの直接入力」「0.1秒間隔での自動記録」を付加した新装置は、幼児対象に実施した実験結果(水野2012)より精緻な反応データの取得を可能とした。