hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発展途上国の小規模企業における雇用決定メカニズムの解明

本研究はインドのデリーをフィールドとした研究であり、主に次の2点から構成される。一つは、零細企業の発展に必要な企業家能力の源泉を特に個人選好及び社会選好に着目して探り、それらと実際の企業のパフォーマンスとの相関を明らかにすることである。もう一つには、既存の労働者による仕事紹介(Job Referral)による社会ネットワークを活用して新たな労働者を探すプロセスに着目し、零細企業の労働者雇用決定メカニズムを明らかにして労働市場の非効率性の要因を探ることである。主目的は上記の2点目の研究であったが、その研究を遂行するにあたり、1点目の研究が必要不可欠である。2016年10月から東京大学を休学してアメリカにて研究を続けることとしたことによる時間制約により、2点目の研究は進展できていないため、1点目の研究成果(東京大学澤田康幸教授、一橋大学黒崎卓教授、後藤潤講師、Rebright Partners石崎弘典氏との共同研究)を報告する。上記の共同研究者らと収集したデリーの零細企業家のフィールド実験データを用いて、セクター間(伝統的なインフォーマルセクター,伝統的なフォーマルセクター, ITセクター)の異質性に着目したデータ分析を行い、主に次の2点のことを明らかにした。一つは、セクター間において、個人選好及び社会選好に有意な差が存在するということである。もう一つには、個人選好、特にリスク選好及び時間選好と零細企業のパフォーマンスとの間に有意な相関を検出し、さらに、それらの関係がセクター間で有意に異なるということである。すなわち、開発途上国において企業パフォーマンス向上を目指す政策介入を行う際、その対象企業群がどのセクターに属し、個人選好や社会選好の異質性という観点から、それらの企業がそれぞれどのような誘引によってどのような経路で発展するのかという点を深く把握する必要性を示した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
マナーと人間形成に関する総合的研究

私たちは、強制性を持つ法律などと違い、自主的な判断や自発的な配慮で守られる「マナー」や「礼儀作法」に着目して研究を進めた。そして、教育学におけるマナーと礼儀作法の研究の重要性を明らかにし、その社会的事象として現状や諸相について詳述し、さらに、そのような社会的事象を超え出る出来事を捉えるための思考を提示するとともに、それらに反省を加えるためのより原理的で包括的な研究手法の構築を目指した。この一連の研究成果は、『マナーと作法の人間学』(矢野智司編、東信堂)と『マナーと作法の社会学』(加野芳正編、東信堂)の二冊の書物として結実した。マナーは、道徳と法の中間に位置づく準ルールであり、この両者と関係しつつも独自の領域を形成している。マナーは教育によって身体化されるので、教育学の重要な研究課題であるが、これを正面からとりあげた研究書は皆無に等しい。本研究は、(1)マナーを教育学の研究課題として位置づけ、人間形成にとってマナー(教育)のもつ意味はなにか、(2)私たちの社会でマナーの問題はどのように受け止められており、また、公共的な世界に参加するとともに、品格と教養ある子どもを形成していくためにマナーとどのように向きあえばよいのか、(3)学校教育や家庭教育、社会教育の問題と絡めながら、また、大学におけるマナー教育を初年次教育やキャリア教育と絡めながら、子ども・若者にマナーをどのように伝えていくべきかを、明らかにしていくことにあった。その結果、(1)マナーと礼儀作法は同じような意味に使われるが、その歴史的生成はかなり異なったものであったこと、(2)マナーを機能の側面から捉えると、人と人を結びつける機能と切り離す機能の両面を持っていること、(3)明治から昭和にかけて礼法書がたくさん刊行されたが、それはいかなる理由であったのか、(4)あいさつの持つ意味の多義性と深さについて、(5)現代社会においてマナーはどのように変質し、受け入れられているのか、(6)西欧においてマナーはどのように歴史的に作られ、社交の場で洗練されていったのか、(7)マナーを育てるという点で学校教育やスポーツはどのように位置付くのか、これらのことが明らかになった。この成果は加野・矢野編著「マナーと礼儀作法の人間学」(仮称)として、平成24年度中に刊行される予定である。私たちが行ってきたマナーの研究は、二つの内容に大別できる。一つは〈マナー〉や〈作法〉に関する理論的研究であり、二つはマナーに関する実証的(調査)研究である。実証的研究は、約6000人の小中学生、保護者を対象にして、マナー行動や意識についての回答を集め、その分析結果を学部紀要などに発表した。マナーに関する理論的研究は、教育人間学や教育哲学の立場から追究されたものと、主として教育社会学の立場からのものに大別できる。150年ほど前まで、今日「教育」と呼ばれることの大半は、行儀作法と礼儀作法を教えることだった。人口の多くの割合を占める農民にとっては、読み・書き・そろばんよりも、共同体の仲間から笑われないように、作法を身につけることが重要であったし、細かい上下関係に制約されていた武士や町人にとって礼儀作法を学ぶことは、不可欠であった。学校教育では、生徒指導や生活指導の多くが、服装や髪型、あいさつや言葉遣い、立ち居振る舞いにかかわることであり、教師が学校・教室で生徒や学生を前に腐心することの多くのことがらが、このマナーや礼儀作法にかかわることである。こう考えればマナーや礼儀の重要度は過去に比べて低下していない。また、マナーや礼儀作法は、社会的関係における秩序形成の機能にとどまらず、そのような秩序自体を超え出て、既成の秩序を新たなものへと作り直す法外な出来事でもある。ありふれた行為である「あいさつ」は、人間関係を円滑にするための社会的な交換などではなく、聖なるものに向けての贈与でもある。本研究では、教育学におけるマナーと礼儀作法の研究の重要性を明らかにし、その社会的事象として現状や諸相を詳述し、そのような社会的事象を超え出る出来事を捉えるための思考を提示した。この一連の研究成果は、『〈マナーと作法〉の教育社会学』と『〈マナーと作法〉の教育人間学』の二冊の研究書として結実した。平成24年度は研究課題を遂行する3カ年計画の2年目であった。まず、研究成果(特に理論的研究)については、学術著書を刊行することを大きな目標として進めてきたが、11人の研究者が原稿を書き上げ、出版の準備が整った。

具体的な論文題目は「近代西洋社会におけるマナーと社交性」「あいさつと超越性」「世界市民の作法としての歓待と弔いのマナー」「マナーと礼儀作法による〈「公共の場」〉の創成」「現代社会におけるマナーの諸相」「〈マナー〉不安の時代」「スポーツの身体性とマナー」「マナーのなかの子ども」「マナーを通して学校に公共空間を拓く」「中学校におけるマナー問題と〈粋〉」「キャンパスのなかのマナー問題」であり、これにプロローグとエピローグが加えられる。なお、出版は平成25年中には行われる予定で『マナーと礼儀作法の人間学』(仮題)として出版される予定である。実証研究の側面からは、小学生1867名、中学生1726名、小学生と中学生の保護者2290名に対してマナーアンケートを実施した。具体的には、マナーについての考え、マナー意識・行動、しつけ、親が子ども時代に受けたしつけ、親として行っているしつけなどの項目からなっている。このうち統計的なデータについては処理を行い、日本教育社会学会などで発表した。自由記述などについてはデータ入力を行った。小学校、中学校の協力が得られ、数多くの貴重なサンプル(データ)を収集することができた。平成25年度に出版される予定の著書は「学術書」であるが、マナー問題は広く国民の関心事でもあり、アンケート調査の結果に加え、マナーとジェンダー、品格とマナー、学校教育のなかのマナー、いじめとマナー、食事とマナー、ネット社会とマナー、公共空間におけるマナー問題、戦前期の作法教育など、マナーに関わる研究領域を拡大して討論し、これらを次年度の仮題として引き継ぐことにした。研究の成果を学術書の形で出版することを目標に研究を進めてきた。平成23年度は2回の全体研究会を開催したが、共同研究者全員の論文構想がまとまり、平成24年度中に出版できる目処が立った。平成24年5月中に原稿を提出することで準備が進んでいる。タイトルは「マナーと礼儀作法の人間学」(仮称)である。また、小学生、中学生とその保護者に対するアンケート調査を予定しているが、それの準備(アンケート票の作成など)をほぼ完了することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。理由1.マナーについての解説本や、マナー書のハウツー本はたくさん出版されているが、マナーに関する研究書はほとんど皆無であり、私たちはマナーに関する研究を学術書の形で出版することを最大の目標としてきた。平成24年には11人の共同研究者がそれぞれ論文を書き上げ、平成25年度の早い時期にその原稿を出版社に渡すことができそうであるため。理由2.平成に24年度は、小学生、中学生、小学生と中学生の保護者に対してアンケートを実施した。各小学校、中学校、さらには教育委員会の協力もあって、小学生1867、中学生1723、保護者2290の回答を得ることができた。これらは貴重なデータであり、かつ、膨大なデータである。日本教育社会学会第64回大会(同志社大学)では、これらのデータを整理し、発表を行うことができた。ただ、その分析がまだ十分にはできていないこと、自由記述のデータ入力と分析が不十分な点があること。これらは平成25年度にやり遂げる予定である。理由3.共同研究間の討議によって、これまでのマナー研究の領域が拡大し、マナー研究に関する新たな課題やトピックが見つかり、研究テーマの拡大がはかられつつあること。たとえば、マナーと食事、マナーといじめ、マナーとジェンダー、マナーと公共空間、戦前期の礼法教育への着目の必要性などである。このことによって、研究内容がより豊かなものになりつつある。1.小学生、中学生とその保護者に対するアンケート調査を予定しているが、平成24年度早々にも実施し、日本教育学会等で積極的に発表するとともに、学術論文を執筆する。
現職教師支援の多目的遠隔教育・学習の方略とデザインの評価

現職教師の研修を意図する多目的遠隔教育・学習の方略とデザインとしては、オンラインコース設計と演習を実践する過程で次のような要件が必要であることが判明したA学習者の遠隔教育でのオンライン学習への動機を考慮する学習者はさまざまな学習への動機を有する。そうした学習者個人の学習ニーズを考慮したオンラインコース設計が望まれる。学習者の立場からは、次のような姿勢が必要となる。1)知識伝授から、知識創造・構築の態度、2)高い自己動機と協調的学習への志向、3)基本的なコンピュータスキル、4)オンライン学習への質的な高い期待B学習者環境を事前に想定する学習者の学習環境、とりわけネットワーク利用の環境などはさまざまであることが予想される。従って、次のような点を考慮する。1)自宅、学校、あるいは職場でのオンライン接続、2)対面でない学習に対する信頼、3)自己動機と自己統制の能力4)読解と文書作成の能力、5)学習過程での批判的見地と表現の能力、6)遠隔在住・在勤、クラス参加への時間的困難性C設計者に要求される力量遠隔教育のコース設計には、なによりもコース設計者の哲学とポリシー、及び力量が要求されるところである。コース設計者に要求される資質は次のようなことと考えられる。1)継続的なオンラインでの遠隔アクセス性、2)高い情報発信能力、電子出版との親和性、3)情報検索、再構成にかかわるスキル、4)電子メールの効果的な日常活用能力、5)著作権・プライバシー保護の理念と実践力6)オンラインツールに対する精通、7)基本的なネットワーク概念理解と操作能力D設計者の役割遠隔教育のコースを設計するものは、学習者の多様な学習環境に備えるとともに、学習過程をトラッキングできる者である。トラッキングのために、以下のような支援体制をとる。1)学習素材を【人】・【教材】・【考え】・【方略】などで統合、2)オブジェクトを目的に応じてオンラインで提供3)学習過程を「つなぐ」こと、4)随時、学習素材を更新したり、再構成すること、5)その過程で様々な支援をすること、6)支持、肯定、再検討、提案現職教師の研修を意図する多目的遠隔教育・学習の方略とデザインとしては、オンラインコース設計と演習を実践する過程で次のような要件が必要であることが判明したA学習者の遠隔教育でのオンライン学習への動機を考慮する学習者はさまざまな学習への動機を有する。1)学習素材を【人】・【教材】・【考え】・【方略】などで統合、2)オブジェクトを目的に応じてオンラインで提供3)学習過程を「つなぐ」こと、4)随時、学習素材を更新したり、再構成すること、5)その過程で様々な支援をすること、6)支持、肯定、再検討、提案
総合的な生活資源教育に関する研究-高等学校家庭科の生活設計教育を対象に-

本研究では,高等学校の家庭科における生活設計教育のあり方を検討するため,高校生の生活資源管理意識調査を行った。その結果,高校生の意識として,現在の生活においては,特定の資源(金銭など)についての充足度が低いという意識はなかったことや,「金銭」以外の資源を大切にしたいという傾向も見られたことがわかった。それらを踏まえ,高等学校において,'総合的な生活資源管理の重要性'を意識させる生活設計教育が必要であることを提案できた。本研究は,経済的資源のみに頼らない生活資源教育の充実・発展を目指すものであり,具体的に高等学校家庭科における生活設計教育の検討を進めた。(1)本研究の枠組みの再確認。今回は,今まで十分検討できなかった内外の関連図書も入手し,理論構築もより精巧なものとしていった。また,それと並行して高校家庭科における生活設計教育の現状も確認した。その結果,高校家庭科においては,教員側も生活設計教育に対して十分な理解をしているとは言い難く,本研究のアウトプットとして,生活設計の意義付けも含めた授業内容を考えていくことの重要性が確認できた。(2)現状の確認および調査票の作成。調査項目は具体的には経済的資源として小遣い等の「金銭」と,モノとしての「財」,空間的資源として個人部屋等の「静的空間」と「活動空間」,時間的資源として「学業時間」「自由時間」,人的資源として「学力」「生活能力」,対人的資源として「家族関係」「友人関係」などをはじめとして,各資源に5つ程度の事項をあげ,それらに対して,(1)管理する資源の現状と,(2)資源管理意識,についての回答を求める質問紙案を作成した。それらの質問紙票を用いて,次年度高校生に対して調査を行う予定である。本年度は高校生を対象に実施した調査により,生活資源意識の確認を中心として高校生の生活資源管理の現状を明らかにした。調査対象は金沢市内の高校生257名である。調査項目は具体的には経済的資源として小遣い等の「金銭」と,モノとしての「財」,空間的資源として家の広さや自宅外での活動場所等の「静的空間」と「活動空間」,時間的資源として「勉強時間」「自由時間」,人的資源として「健康」「生活能力」,対人的資源として「家族関係」「友人関係」などをはじめとして,各資源に3つ程度の事項をあげ,総合的な生活資源管理の観点から検討をすすめた。調査の結果,現在の生活においては,特定の資源(金銭など)について際だって充足度が低いという意識はなく,また,人間関係や時間など,「金銭」以外の資源を大切にしたいという傾向も見られた。同時に,特に時間の使い方に関しては課題と感じている等の現状が把握できた。それらの結果から,金銭教育に偏重せずに,総合的な生活資源管理能力育成の重要性が確認できたといえる。これらを踏まえて,高校生の生活設計教育に必要な視座・視点を取り入れた,具体的な授業および授業に組み込める題材を検討していく。来年度は,具体的な授業内容を考えて,教材を提示していくこととする。また併せて,日本家政学会をはじめとして,学会報告や学会誌投稿などにより,公表の場を設けることにも努める。本研究は、経済的資源のみに頼らない生活資源教育の充実・発展を目指すものであり、具体的に高等学校家庭科における生活設計教育の検討を進めた。本年度は昨年度に実施した、生活資源意識の確認を中心として高校生の生活資源管理の現状を明らかにした調査結果をとりまとめ、教材化への検討に努めた。昨年度までの調査から、高校生の生活資源意識として、現在の生活においては、特定の資源(金銭など)についての充足度が低いという意識はなかったこと、また、人間関係や時間など、「金銭」以外の資源を大切にしたいという傾向も見られたことがわかった。そのため、高校生の生活設計教育として、短期的には時間的資源設計、短期的ぐ中期的・長期的には人的・対人的資源設計、中・長期的には収入の獲得を中心にした経済的資源設計の重要性を強調すべきことが提案された。また、金銭教育に偏重しない、総合的な生活資源管理能力育成の視座・視点を強調した高校生の生活設計教育を求めていくことの必要性も示唆された。さらに、家庭生活実践者(小学生の子を持つ世代)と比較してみた場合、家庭生活実践者が短期生活設計の充実の必要性を指摘できるのに対し、高校生世代は中・長期生活設計の充実の必要性を指摘でき、また、金銭的資源の価値を、ほかの生活資源の中で確認することの重要性も指摘できた。結果として、進学あるいは就職にあたり自身の生活設計が要求される時期である高等学校において、'総合的な生活資源管理の重要性'を意識させる生活設計教育が必要であることを提案できた。
放射光利用超精密固/液界面X線散乱測定の高速化とナノ構造ダイナミクス解析への挑戦

本研究では、固/液界面(電気化学)系に放射光利用表面X線散乱(Surface X-ray Scattering ; SXS)法を適用し、Au(111)単結晶上に形成させたAgUPD2層膜の安定性、Au(111)上Ag UPD2層膜上に形成させたアルキルチール自己組織化単分子層の還元脱離によるAg原子の溶解過程、Au(111)およびAu(100)上へのPd層の電析過程、およびAu(111)単結晶上に形成させたPt単原子層の原子配列などの界面構造/界面原子配列変化を詳細に追跡/決定した。本研究では、放射光利用固/液界面に表面X線散乱(SXS)法を適用し、その測定の高速化を実現するために、ならびに比較的輝度の低いベンディングマグネットビームラインにおいても時間分解能高くSXSその場測定が可能となるように、新規にSXSその場測定用電気化学セルを設計/作製する事を目的としている。本年度は、SXS測定用新規電気化学セルを設計/作製し、その試運転のため既知の構造である、Au(111)およびAu(100)単結晶電極の再配列構造、酸化膜の構造およびその還元除去後の構造を確認した。ベンディングマグネットビームラインでは、輝度が低く溶液通過距離をもう少し短くする必要があることが分かった。この点について次年度に改善を講じる予定である。また、別途既存のセルにおいて、Au(111)上にUPD形成させたAg超薄膜の構造安定性について、およびAu(111)上にUPD形成させたAg超薄膜上にてアルカンチオール自己組織化単分子層を還元脱離させた際の表面構造変化をSXS測定により追跡した結果について、報告し論文としてまとめた。シンクロトロン軌道放射光を利用した表面X線散乱(Surface X-ray Scattering ; SXS)測定により、当該年度は以下の3つのテーマで実験し、それぞれの界面の原子/分子配列を決定した。SXS測定では、電気化学セルの改良や入射X線のエネルギーを最適化によって高速化した。2.Au(111)上にUPDさせたAg二層膜上の、アルキルチオール自己組織化単分子層(Self-Assembled Monolayer ; SAM)の電気化学的吸脱着過程を、SXS法によりその場追跡し、SAM吸着構造と下地Au基板の表面原子配列との関係を明らかにした。その結果、SAMが基板と平行に配向しているような、吸着量の低い状態ではAu(111)表面の原子配列は(√3x23)再配列構造と(1x1)構造とが混在しているが、飽和吸着すると再配列構造がすべてリフトした(1x1)構造となっていることが分かった。3.入射X線のエネルギーを、析出金属の吸収端近傍に合わせた、共鳴SXS (Resonance SXS ; RSXS)法を適用することで、これまで構造解析できなかった、Au単結晶上に析出させたPt超薄膜の原子配列を決定した。シンクロトロン軌道放射光を利用した表面X線散乱(Surface X-ray Scattering;SXS)測定により、当該年度は以下の2つのテーマで実験し、それぞれの界面の原子/分子配列を決定した。また、各SXS測定では、それぞれ電気化学セルの改良や入射X線のエネルギー最適化によって高速化した。1.Au(111)上に電析したPt超薄膜内の原子配列決定通常、原子番号が隣り合わせの基板金属/析出金属界面の原子配列を、SXSによって詳細に決定する事は構造因子が近い値をとるため不可能である。そのため、ここでは入射X線のエネルギーを析出金属である白金のPtL_<III>吸収端近傍に合わせ、さらに種々の散乱点における散乱X線強度の入射エネルギー依存性を測定し、両者を相互に解析する事によって界面の原子配列を決定する、共鳴SXS (Resonance SXS;RSXS)法を採用し、Au(111)単結晶基板上に電析法によって作製したPt超薄膜内のPt原子配列を詳細に決定した。その結果、電析時の過電圧が比較的大きい場合には三次元的にPtが析出し凹凸の大きなPt超薄膜が、過電圧が比較的小さな場合には二次元的にPtが析出し原子レベルで平坦なPt単原子層が得られる事が分かった。また、このPt単原子層は下地基板のAu原子配列と同じ「pseudomolphic」な配列をとっている事を明らかにした。

2.Au(111)上およびAu(100)上に電析したPd原子配列の面方位依存性Au(111)およびAu(100)単結晶基板上にPdを電析していくと、どちらの基板上でも1層目は下地Au原子間距離を維持してPdが電析するのに対し、Au(111)上では23層目から、Au(100)上では20層目あたりからPd原子間距離がPdバルクのそれと同様になる事を見出し、その違いについて議論した。
前立腺癌細胞の生存・増殖・浸潤における放射線被曝間質細胞の役割とその制御機構

前立腺癌細胞(PC3株)は、脂肪組織片、成熟脂肪細胞、脂肪組織由来間質線維芽細胞(ATSC)により浸潤を促進されたが、放射線照射の有無では浸潤傾向に高度の差はなかった。一方、LNcap株では放射線照射ATSCにより増殖が促進されたが、統計学的有意差はえられなかった。膀胱癌細胞株(RT4,EJ)についても検討を加えた。表在性膀胱癌株(RT4)は、放射線照射ATSCにより増殖抑制、アポトーシス促進された。一方、浸潤性膀胱癌株(EJ)は、放射線照射ATSCにより増殖促進、アポトーシス抑制された。また、放射線照射ATSCは、尿路癌のMAP kinase pathwayの発現を促進した。放射線被曝間質細胞の影響は、前立腺癌と膀胱尿路上皮癌とでは異なり、癌細胞の種類に依存していることが示唆される。被爆間質細胞の影響をより詳細に検討するためには、さらなる研究が必要である。本年度は、前立腺癌細胞の生存・増殖・浸潤における放射線被曝線維芽細胞や脂肪細胞の影響を検討するため、癌細胞株(LNCap,PC-3,DU-145)をCollagen gel invasion assay systemを用いて、癌細胞株と成熟脂肪細胞、線維芽細胞(放射線照射の有無)と混合培養し、HE染色で検討した。放射線は間質細胞のみではなく、癌細胞株照射群についても検討した。その結果、PC3では脂肪組織片、成熟脂肪細胞、線維芽細胞とも培養2週間でゲル内への浸潤傾向がみられたが、線維芽細胞への放射線照射の有無では浸潤傾向の差は明らかでなかった。一方、LNCapでは放射線照射線維芽細胞との混合培養群で癌の増殖が促進される傾向があったが、いずれも、増殖能の染色、統計学的有意差を得るには至らなかった。対照群として、膀胱癌細胞株(RT4,EJ)についても検討を加えた。RT4では線維芽細胞との混合培養でも、浸潤傾向は明確でなく、被曝線維芽細胞との混合培養でも差はなかった。ところが、EJ細胞では脂肪組織片、成熟脂肪細胞、線維芽細胞との培養では被曝線維芽細胞との培養が最も浸潤傾向が強い傾向がみられた。これらの結果から、放射線治療後、残存した間質には癌増殖、浸潤能を惹起するポテンシャルがあることが示唆された。これらの放射線被曝間質細胞による現象が、遺伝子不安定性によるものか、またその可逆性、不可逆性にっき検討する予定である。本年度は、前立腺癌や膀胱癌細胞の生存・増殖・浸潤における放射線被曝線維芽細胞の影響を検討するため、前立腺癌細胞株(LNCap,PC-3)、膀胱癌細胞株(RT4,EJ)をCollagen gel invasion assay systemを用いて、癌細胞株と脂肪組織由来間質線維芽細胞(ATSC)と混合培養した。線維芽細胞のコントロールとして線維芽細胞株(NIH3T3)を用いて癌細胞株との混合培養を行った。ATSC,3T3をゲル内に包埋し、ゲルごと照射を行い、その後ゲル上に癌細胞株を播種し、相互作用を検討した。HE染色・免疫染色にて比較検討を行った。前立腺癌細胞株では、線維芽細胞への放射線照射の有無では浸潤傾向の差は明らかでなかった。膀胱癌細胞株では、浸潤性膀胱癌細胞株(EJ)では放射線照射ATSCとの混合培養群で癌の増殖が促進され、Brd-Uの増殖能は、コントロール群、3T3群との混合培養群と比べて有意差が見られた。アポトーシスの指標であるssDM、cleaved-caspase3の免疫染色では、コントロール群、3T3群との混合培養群と比べて抑制された。一方、表在性膀胱癌細胞株(RT4)では、放射線照射ATSCとの混合培養群でBrd-Uの抑制、アポトーシス促進が見られた。また、浸潤性と表在性膀胱癌ともコントロール群と比ベ、放射線照射ATSCとの混合培養群では,MAP kinase pathwayの発現亢進がみられた。これより、放射線照射ATSCは、尿路上皮癌のMAP kinase pathwayの発現を促進するが、表在型、浸潤型尿路上皮癌により、MAP Pkinase pathwayの役割が異なることが示唆される。また放射線照射ATSCでは、放射線照射3T3と比較し、αSMAの発現亢進がみられた。これは、放射線照射ATSCがmyofibroblastへ分化している可能性を示唆している。前立腺癌細胞の生存・増殖・浸潤・遊走・転移巣形成における放射線被曝線維芽細胞や脂肪細胞の役割とその制御機構の解析を行った。

1)脂肪組織片、成熟脂肪細胞、脂肪組織由来間質線維芽細胞(ATSC)は、前立腺癌細胞(PC3株)の浸潤を促進する傾向がみられた。2)放射線被曝ATSCも、前立腺癌細胞(PC3株)の浸潤を促進する傾向がみられた。3)ATSCへの放射線照射の有無では、前立腺癌細胞(PC3株)の浸潤傾向に差はみられなかった。4)前立腺癌細胞(LNcap株)では、放射線被曝ATSCにより増殖が促進されたが、統計学的有意差は得られなかった。これらの結果から、放射線治療後、残存した間質には、癌増殖、浸潤能を惹起するポテンシャルがあることが示唆された。引き続き、膀胱癌細胞株についても同様の検討を行ったところ、5)表在性膀胱癌株(RT4)は、放射線照射ATSCにより増殖が抑制され、アポトーシスは促進された。6)一方、浸潤性膀胱癌株(EJ)は、放射線照射ATSCにより増殖は促進され、アポトーシスは抑制された。7)放射線照射ATSCは、尿路上皮癌のMAP kinase pathwayの発現を促進した。表在型、浸潤型尿路上皮癌により、MAP kinase pathwayの役割が異なることが示唆された。8)放射線照射ATSCと前立腺癌細胞株、膀胱癌細胞株との解析に実験が集中したため、当初予定していたcDNA microarrayによる網羅的遺伝子解析と候補遺伝子の蛋白やその阻害因子(抗体、siRNA)の投与実験、放射線被曝間質細胞誘導性の癌細胞の細胞動態の仲介因子の同定、放射線被曝線維芽細胞誘導性の癌細胞増殖・浸潤仲介因子TGFβ1の検討、癌細胞と放射線被爆あるいは非被爆間質細胞の組み合わせによるスキッドマウス(SCID mouse)への皮下移植実験は遂行できなかった。前立腺癌細胞株だけでなく、膀胱癌細胞株に対する被爆間質細胞の影響も検討している。24年度が最終年度であるため、記入しない。前立腺癌、膀胱癌-放射線照射ATSC相互作用解析モデルを用い、放射線照射脂肪組織間質細胞がそれぞれの癌細胞に及ぼす浸潤・増殖・アポトーシスシグナルや仲介因子を検討予定である。
光照射に伴う双極子を力として検出する近接場光学顕微鏡の単原子観察条件の研究

物質近傍に局在する光(近接場光)を検出し、回折限界を超える光学顕微鏡を実現しようとする試みが行われてきた。しかし、先鋭化した光ファイバや金属探針を用いて近接場光を伝搬光に変換する方式では、原子分解能(0.2nm以下)での観察は困難であった。そこで、本研究は、「物質表面の個々の原子を原子分解能で観察可能な次世代の光学顕微鏡を開発すると共に、その原子分解能観察の機構を解明すること」を目的とした。本年度は、まず、近接場光を高分解能に測定するために制限している因子(近接場光から力への変換効率や、カンチレバーの変位検出計の雑音、カンチレバーの熱振動、カンチレバーのバネ定数や振動振幅などの測定条件)を理論的に検討し、近接場光を力として高分解能に測定するための条件を求めた。次に、近接場光を高感度に測定するため、カンチレバーの変位検出計(光ファイバ干渉計)の低ノイズ化を実現した。具体的には、現有の変位検出計では、光源のノイズにより検出感度が制限されているので、光源のノイズの影響を低減する差動光検出回路を導入し、変位検出計の低ノイズ化を実現した。また、近接場光による力を高感度・高分解能に測定するため、ばね定数が大きく、共振周波数の高いカンチレバーを導入した。カンチレバーの熱振動が減少し、力の検出感度が向上する。また、小振動振幅(0.1nm程度)での動作により、探針・試料間の相互作用時間が長くなり、力の検出感度が一桁以上向上し、空間分解能も向上した。物質表面を変調された光で照射し、カンチレバーの周波数シフトに現れる変調成分をロックインアンプで検出すことにより、近接場光を測定する。近接場光を高分解能に検出するためには、バックグランド光を低減した光照射系を実現することが重要である。そこで、不要反射が極限まで低減するように光照射系を改良した。本年度は、近接場光を高分解能に測定するために制限している因子を理論的に検討し、近接場光を力として高分解能に測定するための条件を求めた。次に、近接場光を力として高感度・高分解能に測定するため、近接場光学顕微鏡の様々な構成要素の低ノイズ化を実現した。具体的には、カンチレバーの変位検出計の高周波化と低ノイズ化を実現した。また、カンチレバーの小振幅動作を実現し、力検出の高感度化・高分解能化を実現した。さらに、バックグランド光を低減した光照射系を実現した。このように当初の研究計画通り進展していると評価できる。今後は、まず、近接場光を力として高分解能に測定するための条件を実験的に検討する。次に、近接場光の分布を原子スケールで超高感度・超高分解能に観察できることを実証する。試料表面としては、原子レベルで清浄で平坦な表面が容易に得られる金表面や、その上に吸着させたルブレン分子やペンタセン分子を取り上げる。さらに、これら有機分子のπ軌道やσ軌道が、近接場光の3次元分布としてどのように撮像されるかを理論的・実験的に検討し、画像化機構を解明する。

また、カンチレバーの小振幅動作を実現し、力検出の高感度化・高分解能化を実現した。さらに、バックグランド光を低減した光照射系を実現した。このように当初の研究計画通り進展していると評価できる。今後は、まず、近接場光を力として高分解能に測定するための条件を実験的に検討する。次に、近接場光の分布を原子スケールで超高感度・超高分解能に観察できることを実証する。試料表面としては、原子レベルで清浄で平坦な表面が容易に得られる金表面や、その上に吸着させたルブレン分子やペンタセン分子を取り上げる。さらに、これら有機分子のπ軌道やσ軌道が、近接場光の3次元分布としてどのように撮像されるかを理論的・実験的に検討し、画像化機構を解明する。
ポリコーム群による胚性幹細胞および組織幹細胞のエピジェネティックな制御

ポリコーム群Ring1A/Bのコンディショナルノックアウト(KO)胚性幹(ES)細胞を樹立し解析を行った結果、Ring1A/Bは発生制御遺伝子の転写抑制に寄与しており、ES細胞の未分化性維持に必須であることが分かった。またRing1A/BによるヒストンH2Aのモノユビキチン化活性が、転写抑制に重要な役割を担っていることを明らかにし、論文発表した。さらに6.5日胚由来のエピブラスト幹細胞の維持にもRing1A/Bのユビキチン化活性が必要であることが分かった。ポリコーム群は発生制御遺伝子の転写抑制に寄与するクロマチン制御因子であり、胚性幹(ES)細胞の未分化性維持に必須であることを申請者はすでに報告している。ポリコーム群遺伝子産物は少なくとも2種類の複合体PRC1-PRC2を形成し、それぞれヒストンH2Aのユビキチン化(uH2A)修飾・ヒストンH3の27番目のリジン残基のトリメチル化(H3K27me3)修飾の活性を持つ。本研究では、胚性幹(ES)細胞制御におけるこれら2種類の複合体の関係-役割の解明を目指した。従来の仮説では、PRC1の標的遺伝子への結合はPRC2に依存しているとされる。しかし本研究では、PRC2欠損ES細胞においても、標的遺伝子におけるuH2Aレベルがかなり残っていることを明らかにした。さらに、PRC1の標的遺伝子への結合メカニズムには、PRC2依存性、および非依存性の2つの経路があることを明らかにした。具体的には、PRC2依存性経路の実体は、Cbx2(PRC1の構成因子の一つ)によるH3K27me3への結合に依るものであった。一方、そのPRC2経路とは別に、PRC1自身もその酵素活性を介してクロマチンへ結合する仕組みを内包することが分かった。これらの成果は、これまで不明瞭であったポリコーム群の作用メカニズムを明らかにしており、ポリコーム群が2種類の複合体で機能することの生物学的な意義をも示唆している。すなわち、2種類の経路の総和とすることにより、発生過程の様々な変化に対応できるよう、抑制の程度に幅をもたせる仕組みになっていると解釈できる。本研究ではさらに、栄養幹(TS)細胞の分化制御にもポリコーム群が関与することを見出した。興味深いことに、ポリコーム群Ring1BはTS細胞が未分化状態を脱するのに必要で、未分化性維持に必須の転写因子群Cdx2,Eomes,Sox2の発現を、分化時に抑制する役割を持つことが分かった。これらの知見は胚胎内と胚対外ではエピジェネティックな遺伝子発現制御の仕組みが異なることを示しており、現在Cdx2,Eomes等の転写因子とポリコーム群の拮抗的な関係の解明に焦点を絞って研究を進めている。我々はポリコーム群Ring1Bが分化制御遺伝子の抑制を介して、胚性幹(ES)細胞の未分化性維持に寄与することを報告してきた。Ring1BはヒストンH2Aのユビキチンライゲースであることが分かっているが、H2Aのユビキチン化がRing1Bによる転写抑制活性に必要なのか、必要な場合どの様に作用しているのかについては未だ良く分かっていない。そこで本研究では、ES細胞におけるH2Aユビキチン化の局在および役割の解明を目指した。ChIP onc hip解析を行った結果、ES細胞においてユビキチン化H2AはPRC1ポリコーム群の中心的な標的遺伝子のプロモーター領域に存在していることが分かった。一般にPRC1ポリコームの活性はPRC2ポリコームの活性に依存していると考えられている。しかしながら、PRC2欠損ES細胞においても、標的遺伝子領域上でユビキチン化H2Aがかなりのレベルで残存していることが分かった。次に、野生型Ring1Bあるいは酵素活性を持たない点変異Ring1Bの導入により、RingWB欠損ES細胞の未分化性がレスキューされるかどうかを調べた。変異Ring1Bは野生型Ring1Bと同様にPRC1複合体を形成し、標的遺伝子へ結合し、さらには標的クロマチンの凝集も引き起こすことが出来るにも関わらず、標的遺伝子の転写を効果的に抑制することが出来ず、ES細胞の未分化性もレスキュー出来ないことが分かった。以上より、PRC1ポリコームによる分化遺伝子の転写抑制は、標的クロマチンの凝集とH2Aユビキチン化の両方のメカニズムの総和によって実現されており、H2Aユビキチン化は必ずしもPRC2活性に依存していないと考えられる。これらの知見は幹細胞形質の維持にヒストン修飾が重要な役割を担っていることを示している点で重要である。申請者は、ポリコーム群が哺乳類初期発生をどの様に制御しているのかを明らかにするため、Ring1A/Bコンディショナルノックアウト(KO)胚性幹(ES)細胞を用いて解析を行ってきた。

その結果、Ring1A/Bは数多くの発生制御遺伝子の転写を抑制することにより、ES細胞の未分化性維持に寄与していることが明らかになり報告してきた。今年度は、Ring1A/BによるヒストンH2Aのユビキチン化の役割解明を目指した。具体的には、ユビキチン化酵素活性を失った点変異Ring1Bを作成し、それをRing1A/B欠損細胞に導入することにより、Ring1Bタンパクは存在するがユビキチン化H2Aは存在しないES細胞株を作成した。その結果、Ring1Bが標的遺伝子座へ結合する過程や標的クロマチンを凝集する過程にはH2Aユビキチン化は必要無いが、標的遺伝子の転写を抑制するためにはH2Aユビキチン化が不可欠であることが分かった。さらに、エピブラストにおけるポリコーム群の機能を調べるため、Ring1A/BコンディショナルKOエピブラスト幹細胞を樹立し、同様の解析を行った。その結果、エピブラスト幹細胞の維持にもユビキチン化酵素活性を持ったRing1A/Bが不可欠であることが明らかになった。PRC1ポリコームによる標的遺伝子の転写抑制にH2Aのユビキチン化が必要かどうかについてはこれまで議論が分かれていたが、本研究の成果は遺伝子発現や幹細胞維持におけるH2Aユビキチン化の必要性をはじめて明確にしたと言う点で学術的に重要な知見だと思われる。
嵩高いルイスペアを元素ブロックとしたπ共役分子の会合制御と機能性材料の開発

π共役分子の優れた光化学特性・電気化学特性を固体中で十分に発揮するためには、π共役分子の会合制御が重要である。本研究では、ホウ素原子と窒素原子間に働くルイス酸とルイス塩基との相互作用(BN配位結合)と電子不足なπ共役分子と電子豊富なπ共役分子間に働く電荷移動相互作用(CT相互作用)、の協同的な分子間相互作用を活用した「分子集積化技術の開拓」を行い、特に発光性有機包接結晶の創製を目的とした。有機固体発光材料の創製は、波長変換材料・照明材料・表示材料・有機EL材料等に用いられる基本材料であり、その開発研究は極めて重要な位置づけにある。本年度は、ピロメリト酸誘導体・トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン・芳香族溶媒から構成される有機包接結晶が、ゲストとして取り込まれる芳香族分子の種類に応じて固体発光特性を生じることを見出した。メタキシレンやパラキシレン等の芳香族炭化水素をゲストとして用いた際には、発光寿命が数ナノ秒から数十ナノ秒の蛍光発光であったが、ヨウ素や臭素等の重原子を含む芳香族分子を用いた際には、発光寿命が数十マイクロ秒から数ミリ秒のリン光発光が観測された。前者はピロメリト酸誘導体と芳香族分子間に働く電荷移動錯体からの蛍光発光であり、後者はピロメリト酸誘導体およびピロメリト酸誘導体と芳香族分子間に働く電荷移動錯体の励起三重項からの発光であると考えている。また条件検討の結果、発光色に関しては水色、緑色、黄色を達成し、それぞれ絶対発光量子収率が40%を超える強発光性を示すことのできる材料の設計指針を得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。π共役分子の優れた光化学特性、電気化学特性を固体中で十分に発揮するためには、π共役分子の会合制御が重要である。本研究においては、ピリジル基を含むナフタレンジイミドと嵩高い三級ホウ素と芳香族分子溶媒を用いて、ホウ素-窒素結合(B-N結合)とチャージトランスファー相互作用(C-T相互作用)の協同的なドナーアクセプター相互作用を用いる事によって、芳香族分子溶媒を含む包接結晶の創製を達成した。単結晶X線構造解析、粉末X線構造解析、元素分析、NMR分析によりその固体中での構造を明らかとした。また興味深い事に、含有する芳香族溶媒の違いによって紫外光照射による多色発光特性が観測された。具体的にはベンゼンでは青、フルオロトルエンでは水色、キシレンでは緑、アニソールでは黄色、1メチルナフタレンでは橙色発光であった。結晶構造中でナフタレンジイミドと溶媒分子とがエキサイプレックス(もしくはチャージトランスファー錯体)を形成することで、その発光特性を示したと考えられる。高いものでは絶対発光量子収率が30%を超える固体発光特性であった。更にフルオロトルエンとナフタレンの混合溶媒を用いて得られた包接結晶からは、白色発光が観測されることも見出した。蛍光顕微鏡観察の結果、単結晶からの発光であった。またヨードベンゼンを芳香族分子溶媒として用いて包接結晶を得たところ、赤色リン光を示す事が明らかとなった。リン光寿命は数百マイクロ秒であり、ヨウ素原子を含む事による重原子効果によって励起1重項から励起3重項へ効率良く項間交差が起こり、結果としてリン光が観測されたものと考えている。以上のように、π共役分子の会合制御の方法として結晶化を用いる事で、様々ユニークな固体発光特性を示す材料の創製を達成している。

π共役分子の会合制御の方法として、ホウ素-窒素結合(B-N結合)とチャージトランスファー相互作用(C-T相互作用)の協同的なドナーアクセプター相互作用を用いる事によって、芳香族分子溶媒を含む包接結晶が様々創製可能であることを明らかとした。また芳香族分子溶媒の種類を変化させる事により、多色発光や白色発光やリン光発光材料が得られる事を明らかとしており、単に構造論としての面白さだけでなく、光エネルギー変換機能を有する機能性材料として研究展開可能なことを示した。効率な光エネルギー変換材料としての展開を目指すべく、特に絶対発光量子収率が30%を超える発光結晶材料の創製を目指す。またメカニズムとして、これまで殆ど報告例のない、室温での強発光性リン光発光材料の創製ならびにその多色発光材料、白色発光材料の創製を達成する。
近赤外線を利用する光合成アンモニア酸化微生物の獲得と革新的排水処理プロセスの構築

近赤外線を利用する光合成アンモニア酸化微生物の集積培養を行うためには、750-800 nmの最大吸収波長を持つバクテリオクロロフィルを有する微生物のみ優占化させる必要がある。したがって、通常のクロロフィル(最大吸収波長680-700 nm)を照射しないようにする工夫が必要である。今年度は700nm以下の波長をカットできるロングパスフィルターおよび光源の選定を行った。当初は省エネルギー性に優れるLED光源についても検討したが、波長領域が狭く、現時点では目的微生物のバクテリオクロロフィルの最大吸収波長が不明なため、照射可能波長範囲が広いハロゲン光源を選定した。集積培養の方法として、これまでにアナモックス細菌の集積培養で実績のある不織布を担体として用いた上向流カラムリアクターを構築した。円筒形のガラスカラムに光を照射するためにライトガイドや集光レンズを光源に取り付け、赤外領域を対象とする光センサにより赤外線強度を測定した。植種源の候補であるアナモックス細菌集積培養系のバイオマスおよび広島大学近郊の都市下水処理場活性汚泥について次世代シーケンサーによる微生物叢解析を行った。実験装置の構築に時間がかかり、培養実験開始に至っていないため。これは700nm以下の波長をカットできるロングパスフィルターが特注であったことに加え、7月の広島地区豪雨災害の影響で物流が滞り、納品が遅れたことによる。実験装置の構築が終わり、候補となるバイオマスの選定も終了したことから、無機合成培地を作成の後、培養実験を開始する。赤外線照射装置の納入が遅れたため、他に必要な消耗品の購入が年度内に完了しなかったため。今後は予定通り実験関連消耗品を購入し、培養実験を開始する。
核様体蛋白質H-NSによる遺伝子活性化機構の研究

サルモネラの核様体蛋白質の一つであるH-NSは細胞内に約2万分子存在し、約400塩基対に1分子の割合でDNAに結合しており、転写や組換えなどの細胞調節機構において重要な役割を果たしているものと考えられている。本研究は、鞭毛オペロンであるflhDCオペロンの転写をモデル系として用いて、H-NSによる遺伝子活性化機構を分子レベルで解明することを目的として行われた。1.flhDCオペロンのプロモーター領域の構造解明:flhDCオペロンの上流領域についてその全塩基配列を決定した。その結果、flhD遺伝子の上流には反対方向に転写される機能未知の142アミノ酸からなる蛋白質に対応する遺伝子が存在し、それとの遺伝子間には786塩基対のスペーサー領域が存在していた。この配列中にはH-NS結合部位に特徴的なAまたはTトラクトが豊富に存在しており、H-NSが優先的に結合するといわれている湾曲DNAが実際に存在することも確認された。2.H-NS依存性の転写の同定:lacZとflhDCプロモーターの融合体を用いて、転写をβ-ガラクトシダーゼ活性で定量化する系を確立した。これから種々の欠失体を作成してその転写量を比較することにより、転写に必要なDNA領域を決定したところ、H-NS依存性の転写にはflhD遺伝子から500塩基対以上の上流領域が必須であることが判明した。一方、プライマー伸長法を用いてflhDCオペロンの転写開始点を決定したところ、この領域には4つの転写開始点が存在することが明らかになり、そのうちflhD遺伝子から530塩基対上流から開始される転写がH-NS依存性であることがわかった。
高エネルギー重イオン誘起水中化学反応の時間・空間解析研究

高エネルギー重イオン照射によって水中起こる化学反応を解明するために、照射直後に生成する活性種の挙動について、エネルギー付与分布に基づいたトラック内化学反応の時間・空間解析を行うことを目的とした。そのために、申請期間で下記の研究を行った。(1)活性種の時間的挙動を直接観測できるナノ秒時間分解分光システムの構築:世界で初めての高エネルギー重イオンの誘起する水中化学反応をナノ秒の時間分解能で測定できる装置を構築した。重イオンの飛程の短さと分析光に付随する測定上の困難さを克服するために、シンチレータからの発光を分析光とした、時間分解能1ナノ秒以下の時間分解吸収分光法を開発し、水和電子の光吸収現象を観測することに成功した。(2)活性種収率の核種、比エネルギー及び時間解析:初期活性種収率は、重イオンの質量や比エネルギー、及び照射後の時間経過によって決定される。この反応収率(微分収率)を見積もるための照射及び解析方法を確立した。水中の放射線化学反応において、非常に重要な役割を担うOHラジカルの収率について、上記3条件のうち2つを一定にして比べると、(a)比エネルギーの減少、(b)原子番号の増大、及び(c)照射後の時間経過のいずれにも伴い、小さくなることが分かった。つまり、重イオンに特徴的な照射効果について、初めて実験的に3つのパラメータで系統的に評価することができた。これらの結果に基づき、重イオン誘起反応の物理的過程から化学的過程への移行が議論できることになった。さらに、初期活性種の初期分布やその後の拡散や反応など時間分解3次元化学反応モデルの構築が期待される。従来から用いられているLET(線エネルギー付与)とは異なる、照射イオンの質量とエネルギーを用いた照射効果を表す新規パラメータの提案が可能となる。高エネルギー重イオン照射によって引き起こされる水中化学反応を解明するために、照射直後に生成する活性種の挙動について、エネルギー付与分布に基づいたトラック内化学反応の時間・空間解析を行うことを目的とした。そのために、申請期間で(1)活性種の時間的挙動を直接観測できるナノ秒時間分解分光システムを構築しダイナミック解析を行うと同時に、(2)活性種の空間的な挙動解析に優れた初期活性種の微分解析を行う。今年度は、(1)高エネルギー重イオンの誘起する水中化学反応をナノ秒の時間分解能で測定できる装置を世界で初めて構築した。重イオンの飛程の短さと分析光に付随する測定上の困難さを克服するために、シンチレータからの発光を分析光とした時間分解吸収分光法を開発した。時間分解能は1ナノ秒以下であり、観測範囲はシンチレータを変えることで可変となる。絶対値測定は出来ないものの、水和電子の光吸収現象を観測することに成功した。(2)重イオンの質量やエネルギーによって決定される反応収率(微分収率)を見積もるための照射及び解析方法を確立した。水中の放射線化学反応において、非常に重要な役割を担うOHラジカルの収率について、同-イオン種では照射するエネルギーとともに収率が大きくなること、同-エネルギーで比較した場合には、原子番号が大きくなるほど収率が小さくなることを明らかにした。つまり、高エネルギー重イオンによって生成する初期活性種収率を、初めて実験的に正確に求めることができた。これらの結果により、重イオン誘起反応の物理的過程から化学的過程が繋がることになり、初期活性種の初期分布やその後の拡散や反応など時間分解3次元化学反応モデルの構築が期待される。さらに、従来から用いられているLET(線エネルギー付与)とは全く異なる、照射イオンの質量とエネルギーを用いた照射効果を表す新規パラメータの提案が可能となる。
スパイラルによる小中高連携の代数カリキュラムの開発と知識の成長過程の解明

本研究の目的は,スパイラルを重視した数学的活動による小中高連携の代数カリキュラムを開発し,そのカリキュラムによる学習効果と学校代数に関わる児童・生徒の知識の成長過程を明らかにすることである。この目的の達成に向けて,平成30年度は「数の拡張」,「方程式と関数」,「数式および文字式による説明・証明」に関する代数カリキュラムを開発し,そのカリキュラムによる学習効果と児童・生徒の知識の成長過程について質的な考察を進めた。例えば,中学3年の単元「平方根」の中に,平方根について,写像の合成を数学的な背景にもつ操作活動で考え,その行為を言葉で表現して対象化することから,平方根の意味を解釈する数学的活動を取り入れた。その結果,写像の合成としての乗法の見方が倍の意味を豊かなものにすること等が明らかになった。また,単元「平方根」で扱った数学的活動が,三平方の定理や累乗根の学習への洞察,複素数の乗法を理解するための素地形成になっていた。また,中学3年の単元「関数y=x^2」において,立方体を3分割してできる斜錐体の体積を複数の「方法」で導くと共に,その「方法」を活かしてy=x^2のグラフで囲まれた領域の面積を導く数学的活動を取り入れた。その結果,具体物を用いた操作活動とその対象化が,底面からの連続的な軌跡として斜錐体の体積を捉えることを促していた。また,次元の行き来をしながら斜錐体の体積を複数の方法で導くこととその振り返りが,y=x^2のグラフで囲まれた領域の面積を区分求積の考えで導いたり,1/3倍の意味の実感したりすることにつながっていた。その一方で,斜錐体の底面に平行な切断面の形を捉えること等,空間図形の性質を見抜くことは生徒によって容易ではないことも明らかとなった。また,小中連携を重視した「数式および文字式による説明・証明」に関する単元開発とその授業分析も進めている。平成30年度の研究目的である,スパイラルを重視した数学的活動による小中連携の「数の拡張」,「数式および文字式による説明・証明」に関する代数カリキュラムとして,中学3年の単元「平方根」,乗法九九の拡張とその解釈に焦点をあてた小学校中学年から中学2年までの,小中連携の単元を開発すると共に、各々の単元における児童・生徒の学習活動や記述内容を質的に分析することから、学習の効果や知識の成長過程に関する考察を行っている。また,「方程式と関数」に関わる単元として、中学3年の単元「関数y=x^2」を開発し,斜錐体の体積とy=x^2のグラフで囲まれた領域の面積を相互に関連づけた生徒の数学的探究の様相を明らかにしている。さらに,学校代数における数学的探究や数学的知識の成長に関する理論的な考察も継続して行っている。令和元年度は,スパイラルを重視した数学的活動による小中高連携の「方程式や関数」に関する代数カリキュラムを開発し,そのカリキュラムによる学習効果と学校代数に関わる児童・生徒の知識の成長過程を明らかにしたい。例えば,単元「関数y=x^2」の後半で,放物線に接線を作図する数学的活動を取り入れ,作図をする方法を捉え直したり,直観的な方法に内在する数理を探究したりする学習過程の特徴等を明らかにしたい。また,昨年度からの継続テーマでもある,「数の拡張」や「数式および文字式による説明・証明」についても,小中高連携を重視した形で,さらにカリキュラムを開発し,そのカリキュラムによる学習効果や,児童・生徒の知識の成長過程を明らかにしたい。また,学校代数における数学的探究,数学学習とメタ認知との関係,数学的知識の成長に関する理論的な考察もさらに進める。本研究の目的は、スパイラルを重視した数学的活動による小中高連携の代数カリキュラムを開発し、そのカリキュラムによる学習効果と学校代数に関わる児童・生徒の知識の成長過程を明らかにすることである。この目的の達成に向けて、平成29年度は「数の拡張」に関わる代数カリキュラムを開発し、そのカリキュラムによる学習効果と児童・生徒の知識の成長過程について質的な考察を進めた。例えば、中学1年の単元「比例」の中に、2つの整数の乗法を、写像の合成を数学的な背景にもつ操作活動で考え、その行為を言葉で表現して対象化することから、正負の数の乗法の意味を解釈する数学的活動を取り入れた。その結果、関数の見方や考え方を意識した操作活動やその行為の対象化が正負の数の乗法の意味解釈を深めること、関数の見方や考え方を用いた表現で倍の意味を解釈する活動が変化の割合や複素数の素地指導につながること、が明らかとなった。さらに、関数の見方や考え方を意識して2つの整数の乗法の意味解釈をすることが、生徒のメタ認知活動を活性化させ、数の拡張の実感へとつながっていた。同様に、小学3年の単元「小数」や単元「分数」においても、行為を言葉で表現して対象化したり、児童のメタ認知活動の活性化を意図した活動が、児童にとっての新たな数の理解と数の拡張の実感へとつながっていた。また、高校1年の単元「整数の性質」では、約数と公約数に関する算数教科書とその行間を読むことにより、生徒が2数の最大公約数を導く方法を振り返り、互除法を用いる着想を導く数学的活動を行った。この活動の中で、2数の最大公約数を導く過程を多様な表現様式で表したり、ジェスチャーを用いた表現をしたり、多様な表現間の相互関係を議論する行為が生じていた。また、2数の最大公約数を導く複数の方法の比較から、数の拡張を実感する様子がみられた。