hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
S.mutans変異株作製システムの開発とそれを用いたGTaseの機能領域の研究

う蝕の原因菌であるStreptococcus mutansの病原性について,遺伝子工学的なアプローチが続けられてきているが,多くの遺伝子工学的手法は大腸菌において開発され,発展してきたためグラム陽性菌であるS.mutansにおける遺伝子工学的手法は,大腸菌のそれほど開発されておらず研究を進める上での問題点は多い.そこで本研究では,S.mutansで機能する各種の抗生物質耐性マーカーをクローニングし,一部についてはそのDNAシークエンスを決定した.次にそのシークエンスを元により短く,より使いやすい,マーカーシステムとなるようにPCRなどを用いて改良を加え,変異株の作製システムの最適化を試みた.エリスロマイシン耐性遺伝子(erm)をもつ大腸菌-レンサ球菌シャトルベクターpVA838よりermを含む約1.6kbのDNA断片をクローニングし,このerm遺伝子の約800bpのオープンリーディングフレームの塩基配列を決定した.ついでトランスポゾンTn1545よりカナマイシン耐性遺伝子(aphA)をクローニングしその約1000bpのオープンリーディングフレームのDNA塩基配列を決定した.さらにTn1545由来のテトラサイクリン耐性遺伝子をクローニングし,最終的に,約2.7kbのカセットを得た.さらに頻用されるermとaphAについてPCR法を用いて機能する最小の長さの遺伝子のみを増幅し,同時に遺伝子の両端に遺伝子操作に便利なように制限酵素の切断部位を付加して,抗生物質耐性カセットを作製した.一方変異株作製の別のアプローチとしてrandamly mutagenesisを試みた.ベクターpVA891を用いてS.mutansの染色体ライブラリーを作製し,S.mutansに形質転換して,相同組換えによって無作為に変異株を誘導した.これらの変異株のGTaseの局在をウエスタンブロットを用いて調べ,GTaseの機能領域に関わる遺伝子を探求したが,GTaseの局在に変化が生じているような有効な変異株を得ることができなかった。GTaseの機能を解析するにあたって,挿入変異をおこして変異株を作成する際に使用する抗生物質耐性マーカーの最適化を試みた.まず現在我々が使用している大腸菌ーレンサ球菌シャトルベクターpVA838に含まれるエリスロマイシン耐性遺伝子を切り出し,そのDNAシークエンスを決定した.次にそのシークエンスを元にPCR反応用オリゴヌクレオチドプライマー設計した.その際組み込みに便利なように各種制限酵素の認識配列を付け加えた.ついでPCRによってこのエリスロマイシン耐性遺伝子カセットを増幅した.この増幅されたカセットをS.mutansMT8148株のgtfD遺伝子の中間部に挿入し,これをS.mutansMT8148株に形質転換した.エリスロマイシンを用いてスクリーニングしたところ,エリスロマイシン耐性変異株では,gtfD遺伝子にコードされているGTase-Sの発現がほとんど見られなかった.この結果は作成したエリスロマイシン耐性遺伝子カセットが正常に機能しており,さらなる解析に使用可能であることを示唆している.う蝕の原因菌であるStreptococcus mutansの病原性について,遺伝子工学的なアプローチが続けられてきているが,多くの遺伝子工学的手法は大腸菌において開発され,発展してきたためグラム陽性菌であるS.mutansにおける遺伝子工学的手法は,大腸菌のそれほど開発されておらず研究を進める上での問題点は多い.そこで本研究では,S.mutansで機能する各種の抗生物質耐性マーカーをクローニングし,一部についてはそのDNAシークエンスを決定した.次にそのシークエンスを元により短く,より使いやすい,マーカーシステムとなるようにPCRなどを用いて改良を加え,変異株の作製システムの最適化を試みた.エリスロマイシン耐性遺伝子(erm)をもつ大腸菌-レンサ球菌シャトルベクターpVA838よりermを含む約1.6kbのDNA断片をクローニングし,このerm遺伝子の約800bpのオープンリーディングフレームの塩基配列を決定した.ついでトランスポゾンTn1545よりカナマイシン耐性遺伝子(aphA)をクローニングしその約1000bpのオープンリーディングフレームのDNA塩基配列を決定した.さらにTn1545由来のテトラサイクリン耐性遺伝子をクローニングし,最終的に,約2.7kbのカセットを得た.さらに頻用されるermとaphAについてPCR法を用いて機能する最小の長さの遺伝子のみを増幅し,同時に遺伝子の両端に遺伝子操作に便利なように制限酵素の切断部位を付加して,抗生物質耐性カセットを作製した.一方変異株作製の別のアプローチとしてrandamly mutagenesisを試みた.ベクターpVA891を用いてS.mutansの染色体ライブラリーを作製し,S.mutansに形質転換して,相同組換えによって無作為に変異株を誘導した.これらの変異株のGTaseの局在をウエスタンブロットを用いて調べ,GTaseの機能領域に関わる遺伝子を探求したが,GTaseの局在に変化が生じているような有効な変異株を得ることができなかった。う蝕の原因菌であるStreptococcus mutansの病原性について,遺伝子工学的なアプローチが続けられてきているが,多くの遺伝子工学的手法は大腸菌において開発され,発展してきたためグラム陽性菌であるS.mutansにおける遺伝子工学的手法は,大腸菌のそれほど開発されておらず研究を進める上での問題点は多い.そこで本研究では,S.mutansで機能する各種の抗生物質耐性マーカーをクローニングし,一部についてはそのDNAシークエンスを決定した.次にそのシークエンスを元により短く,より使いやすい,マーカーシステムとなるようにPCRなどを用いて改良を加え,変異株の作製システムの最適化を試みた.

エリスロマイシン耐性遺伝子(erm)をもつ大腸菌-レンサ球菌シャトルベクターpVA838よりermを含む約1.6kbのDNA断片をクローニングし,このerm遺伝子の約800bpのオープンリーディングフレームの塩基配列を決定した.ついでトランスポゾンTn1545よりカナマイシン耐性遺伝子(aphA)をクローニングしその約1000bpのオープンリーディングフレームのDNA塩基配列を決定した.さらにTn1545由来のテトラサイクリン耐性遺伝子をクローニングし,最終的に,約2.7kbのカセットを得た.さらに頻用されるermとaphAについてPCR法を用いて機能する最小の長さの遺伝子のみを増幅し,同時に遺伝子の両端に遺伝子操作に便利なように制限酵素の切断部位を付加して,抗生物質耐性カセットを作製した.一方変異株作製の別のアプローチとしてrandamly mutagenesisを試みた.ベクターpVA891を用いてS.mutansの染色体ライブラリーを作製し,S.mutansに形質転換して,相同組換えによって無作為に変異株を誘導した.これらの変異株のGTaseの局在をウエスタンブロットを用いて調べ,GTaseの機能領域に関わる遺伝子を探求したが,GTaseの局在に変化が生じているような有効な変異株を得ることができなかった.
複雑環境下で自立的に調和行動を実現するハイブリッド型適応学習システムの構築

現代の適応学習制御システムに対する要請を考慮して,広範囲の環境変動や特性変動,制御仕様の変更に対応でき,特に大規模で複雑な対象について,部分的な情報を用いて,全体を統合化しつつ調和の取れた行動を実現するハイブリッド型適学習システムの構築を行った.これにより適応学習制御,制御理論,知的制御の従来の枠を拡張するだけでなく,大規模複雑系の調和行動の実現という観点から,既存の分野を越えた新たな研究分野の創成とその理論体系の整備に繋がる成果を得ることが出来た.現代の適応学習制御システムに対する要請を考慮して,広範囲の環境変動や特性変動,制御仕様の変更に対応でき,特に大規模で複雑な対象について,部分的な情報を用いて,全体を統合化しつつ調和の取れた行動を実現するハイブリッド型適学習システムの構築を行った.これにより適応学習制御,制御理論,知的制御の従来の枠を拡張するだけでなく,大規模複雑系の調和行動の実現という観点から,既存の分野を越えた新たな研究分野の創成とその理論体系の整備に繋がる成果を得ることが出来た.本研究では現代の適応学習制御システムに対する要請を考慮して,広範囲の環境変動や特性変動,制御仕様の変更に対応でき,特に大規模で複雑な対象について,部分的な情報を用いて,全体を統合化しつつ調和の取れた行動を実現するハイブリッド型適学習システムの構築を目的とする.ここでの対象としては,類似または異なるシステム構造を有する多数の動的システムが相互干渉しながら共存する状況を考えていて,各々の対象について部分的な情報に基づくフィードバック制御を行うことにより,全体として調和の取れた行動を実現するような制御の基本原理の開発が研究目的となる.またハイブリッド型適応学習システムとは,制御の要素として,連続時間と離散時間の制御動作の混在,連続事象と離散事象の混在,制御対象のモデルの有限次元の動特性と無限次元の動特性の混在,自由運動と拘束条件下の運動の混在,調和行動に対応する緩やかな拘束とホロノミック拘束と非ホロノミック拘束の混在,軌道の制御と拘束力の制御の混在,条件の切り替わりによるシステムの動特性の切り替わりなどを総合的に含むことを意味していて,これまでの適応学習制御の研究では対処不可能な範疇に属する.これにより適応学習制御,制御理論,知的制御の従来の枠を拡張するだけでなく,大規模複雑系の調和行動の実現という観点から,既存の分野を越えた新たな研究分野の創成とその理論体系の整備も視野に含めている.本年度は特に簡単な力学系を構成要素として含む大規模系に対して,緩やかな制約条件と関連づけたポテンシャル関数を追加したリアプノフ関数を用いて,特定の物体に対して自立的に群生行動(フォーメーション制御やコンセンサス制御など)を実現する非線形適応H無限大制御方式の構築を行った.その際に,システムパラメータや適応機構の不確定性,群生行動に関わるポテンシャル関数の不確定要因を,非線形H無限大制御問題の外乱として定式化し,適応制御と非線形制御の理論解析により安定性を確保しつつ,制御システム全体の性能を厳密に指定できる設計論を開発した.また個々の要素としての分布定数系,混合定数系,むだ時間系と非線形系の制御問題についても研究を進め,ロバスト制御器の構築などに関して一定の成果を得た.本研究では現代の適応学習制御システムに対する要請を考慮して,広範囲の環境変動や特性変動,制御仕様の変更に対応でき,特に大規模で複雑な対象について,部分的な情報を用いて,全体を統合化しつつ調和の取れた行動を実現するハイブリッド型適学習システムの構築を目的とする。ここでの対象としては,類似または異なるシステム構造を有する多数の動的システムが相互干渉しながら共存する状況を考えていて,各々の対象について部分的な情報に基づくフィードバック制御を行うことにより,全体として調和の取れた行動を実現するような制御の基本原理の開発が研究目的となる.またハイブリッド型適応学習システムとは,制御の要素として,連続時間と離散時間の制御動作の混在,連続事象と離散事象の混在,制御対象のモデルの有限次元の動特性と無限次元の動特性の混在,自由運動と拘束条件下の運動の混在,調和行動に対応する緩やかな拘束とホロノミック拘束と非ホロノミック拘束の混在,軌道の制御と拘束力の制御の混在,条件の切り替わりによるシステムの動特性の切り替わりなどを総合的に含むことを意味していて,これまでの適応学習制御の研究では対処不可能な範疇に属する.これにより適応学習制御,制御理論,知的制御の従来の枠を拡張するだけでなく,大規模複雑系の調和行動の実現という観点から,既存の分野を越えた新たな研究分野の創成とその理論体系の整備も視野に含めている.本年度は特に簡単な力学系や線形系を構成要素として含む大規模系に対して,緩やかな制約条件と関連づけたポテンシャル関数を追加したリアプノフ関数を用いて,特定の物体に対して自立的に群生行動(フォーメーション制御やコンセンサス制御など)を実現する非線形適応H無限大制御方式の構築や、モデル規範形適応フォーメーション制御方式の開発を行った.その際に,システムパラメータや適応機構の不確定性,群生行動に関わるポテンシャル関数の不確定要因を,非線形H無限大制御問題の外乱として定式化し,適応制御と非線形制御の理論解析により安定性を確保しつつ,制御システム全体の性能を厳密に指定できる設計論を開発した.また個々の要素としての分布定数系,混合定数系,むだ時間系と非線形系,および耐故障性を考慮した制御問題についても研究を進め,ロバスト制御器の構築などに関して一定の成果を得た.

本研究では現代の適応学習制御システムに対する要請を考慮して,広範囲の環境変動や特性変動,制御仕様の変更に対応でき,特に大規模で複雑な対象について,部分的な情報を用いて,全体を統合化しつつ調和の取れた行動を実現するハイブリッド型適学習システムの構築を目的とする.これにより適応学習制御,制御理論,知的制御の従来の枠を拡張するだけでなく,大規模複雑系の調和行動の実現という観点から,既存の分野を越えた新たな研究分野の創成とその理論体系の整備も視野に含めている.本年度も継続して,簡単な力学系や線形系を構成要素として含む大規模系に対して,緩やかな制約条件と関連づけたポテンシャル関数を追加したリアプノフ関数を用いて,特定の物体に対して自立的に群生行動(フォーメーション制御やコンセンサス制御など)を実現する非線形適応H無限大制御方式の構築や,分布定数系に対するフォーメーション制御とコンセンサス制御,およびモデル規範形適応コンセンサス制御方式の開発を行い,特に双曲型分布定数系のフォーメーション/コンセンサス制御と,モデル規範形適応制御への拡張に関して,一定の成果を得ることが出来た.さらにモデル規範形コンセンサス制御方式の簡略設計法についても新たに考案し,その有効性を確認することが出来た.本研究では現代の適応学習制御システムに対する要請を考慮して,広範囲の環境変動や特性変動,制御仕様の変更に対応でき,特に大規模で複雑な対象について,部分的な情報を用いて,全体を統合化しつつ調和の取れた行動を実現するハイブリッド型適学習システムの構築を目的とする.これにより適応学習制御,制御理論,知的制御の従来の枠を拡張するだけでなく,大規模複雑系の調和行動の実現という観点から,既存の分野を越えた新たな研究分野の創成とその理論体系の整備も視野に含めている.本年度は特に簡単な力学系や線形系を構成要素として含む大規模系に対して,緩やかな制約条件と関連づけたポテンシャル関数を追加したリアプノフ関数を用いて,特定の物体に対して自立的に群生行動(フォーメーション制御やコンセンサス制御など)を実現する非線形適応H無限大制御方式の構築や,分布定数系に対するフォーメーション制御とコンセンサス制御,およびモデル規範形適応コンセンサス制御方式の開発を行った.その際に,システムパラメータや適応機構の不確定性,群生行動に関わるポテンシャル関数の不確定要因,リーダー情報の不完全な伝達などを,非線形H無限大制御問題の外乱として定式化し,適応制御と非線形制御の理論解析により安定性を確保しつつ,制御システム全体の性能を厳密に指定できる設計論を開発した.また個々の要素としての分布定数系,混合定数系,むだ時間系と非線形系,および耐故障性を考慮した制御問題についても研究を進め,ロバスト制御器の構築などに関して一定の成果を得た.特定の非線形系に対するフォーメーションから本研究テーマを開始し,その後,一般の線形系に対するモデル規範形適応制御方式,無限次元系に対する考察,通信環境が限定されたコンセンサス制御問題などへと,対象についても制御手法についても範囲を広げて,それぞれについて新たな制御方式を開発している.25年度が最終年度であるため、記入しない。
プロテオミクスによる脳髄液および血液中のストレスマーカーに関する研究

対象身体疾患がない。精神疾患の現症と既往歴がない。入院した既往がない。現在薬を飲んでいない。ことを選択基準の第一とする。その基準を満たし、ストレス調査によって(1)および(2)の候補を選択する。(1)高ストレス者:ストレスのある側10パーセンタイル。(2)健常者:元気な側10パーセンタイル。(3)うつ病患者は、同じく最初の基準を満たし、外来にてDSMに従った大うつ病の基準を満たすもの。上記基準に照らし、診断面接受診後採血。うつ病サンプルは増加中。方法当センター神経研究所診断研究部に併任を掛け、診断部管理の質量分析計であるLCQを用いて測定を行っている。試料はBlue Sepharose、Protein Gカラムを通し、アルブミン及びグロブリンを除去したもの、および、電気泳動によってCBB染色して標的と認識できたスポットの切り出し、トリプシンによってペプチド化し、LCQにて測定し、混合サンプル中の蛋白およびゲル中の標的の同定を行っている。(1)-(3)の混合サンプルからえた質量分析データを相互に比較して、ストレス群に特異的、うつ病群に特異的な蛋白候補を選ぶ。選んだ蛋白について、特異抗体により、Western Blotにてその存在を確認する。proteinchipにより、ストレス特異的パターンを調べる。結果20個以上の蛋白がストレス群にユニークである。疎水性のチップによる解析ではに10-20KDa分子量の部位に、ストレス特異的なパターンが見られる。対象身体疾患がない。入院した既往がない。5月27日に倫理審査委員会にて、脳脊髄液の採取には格段の注意が必要とのことから、審査内容を、血液唾液研究と、脳脊髄液研究の2つに分けて審査を行うことが決定された。6月24日に、血液及び唾液の採取を目的とした本研究課題の倫理審査が行われ、8月19日に承認を受けた。この承認を受けて、東京都内及び愛知県内の企業及び地域において、血液と唾液の採取する目的で、第一次のスクリーニングを8月から開始した。また、脳脊髄液採取に関する、欧米における現状調査を行うことと(国内では、未だ、健常者の脳脊髄液の採取は実施されていないとのこと)、不安、抑うつ等に関するプロテオミクス研究の研究技術とその実態を調査する目的で、米国ワシントンの、NIH、NIMH(精神保健研究所)の、フィラデルフィア、ペンシルバニア大学、サンフランシスコのUCSF、Ernest Gallo Clinic & Research Centerを訪問した。ドイツの現状は、マックスプランク精神医学研究所のTurck部長らに聞いて調べた。欧米では、医学研究目的で、健常者から脳脊髄液を採取することは既に認められていた。血液液唾液研究の第一次のスクリーニングは、5000名余りの成人に、基本的属性、現病歴と既往歴、ストレス状況の調査を行った。このスクリーニングによる病歴調査の結果、回収した4000人のデータの中から1400人程度の一定観察期間内に、疾病休業を要するような大病などの疾病に罹患したことのない人々が抽出された。この集団の中で、不安、抑うつ、外的ストレッサーの3つの観点から、もっともストレスの高い人々、もっともストレスの低い人々の、それぞれ100人ずつの対象者を選択し、第2次スクリーニングと生体資料採取も終了した。2次元LC法による質量分析、NIH作成のBioinformaticsの使用法等を実習した。日本では、2次元電気泳動を用いた、血液サンプルの条件設定等を実施している。目的:ストレスに関する客観的指標は存在しない。そこで、客観的指標を発見しようと意図した。背景:心理社会的要因が身体機能に影響を与えている。生命現象はすべて、蛋白質の動態によって決まる。そのため、プロテオミクス解析を用い、なんらかのストレス指標の発見を試行した。

対象:現時点で病気が無く、過去において、風邪頭痛等の軽微な疾患や怪我を除いて、既往歴の無い被験者を抽出し、ストレスの、上下の10percentileを抽出し、構成的面接と内科的診察を行って、高ストレス群およびスーパーヘルシー群を同定した。また、ストレスのポジティブコントロールとして拒食症患者に同意を求めた。(3)SELDI型質量分析計によるパターン分析。結果:(1)BDNF,ChromograninAの2者がマーカーの候補といえたが、NK活性以上の敏感さはなかった。(2)これまでの解析では、20個以上の蛋白が、ストレス群にユニークであることが明らかとなっている。DystrophinおよびPAEL-Rの関連が示唆されているので、これらの抗体を他の研究者から貰い、WB等を実施するよていである。(3)疎水性のチップによる解析では、分子量10-20KDaに、ストレス特異的なパターンが見られることが示唆されている。今後、疎水性と質量によって分画後、2DLC-MSで比較するよていである。共同研究関係米国NIMHSection of NeurotoxicologyのS.Markey博士とKowalk博士から、バイオインフォーマティクスの指導を受けている。データのレビューや解釈に関して援護を受けている。同sectionのB.Martin博士から、SELDIの測定の指導を受けている。対象■身体疾患がない。精神疾患の現症と既往歴がない。入院した既往がない。現在薬を飲んでいない。ことを選択基準の第一とする。その基準を満たし、ストレス調査によって(1)および(2)の候補を選択する。■(1)高ストレス者:ストレスのある側10パーセンタイル。■(2)健常者:元気な側10パーセンタイル。■(3)うつ病患者は、同じく最初の基準を満たし、外来にてDSMに従った大うつ病の基準を満たすもの。■上記基準に照らし、診断面接受診後採血。うつ病サンプルは増加中。方法■当センター神経研究所診断研究部に併任を掛け、診断部管理の質量分析計であるLCQを用いて測定を行っている。■試料はBlue Sepharose、Protein Gカラムを通し、アルブミン及びグロブリンを除去したもの、および、電気泳動によってCBB染色して標的と認識できたスポットの切り出し、トリプシンによってペプチド化し、LCQにて測定し、混合サンプル中の蛋白およびゲル中の標的の同定を行っている。■(1)-(3)の混合サンプルからえた質量分析データを相互に比較して、ストレス群に特異的、うつ病群に特異的な蛋白候補を選ぶ。■選んだ蛋白について、特異抗体により、Western Blotにてその存在を確認する。■proteinchipにより、ストレス特異的パターンを調べる。結果■20個以上の蛋白がストレス群にユニークである。■疎水性のチップによる解析ではに10-20KDa分子量の部位に、ストレス特異的なパターンが見られる。
日本の伝統的なリズムの学習に関する基礎的研究-語られる言葉から歌われる言葉へ-

研究の完成年度として、3度の研究会を開催してこれまで行った研究成果について検討と補足をした上で報告書の形で総括をした。研究の目的を実現するために、本研究では数多くの研究者、学生の協力を得たので、それらを含めて、成果を全185頁の報告書として刊行した。第1部「忘れられたアイデンティティ」:日本音楽をめぐる教育の場の現状を3つの角度から明らかにした。第2部「潜在する音楽的アイデンティティ」:日本音楽・芸能におけるリズムを対象とした実験研究を行い、口上や朗読、伝統音楽にみられるリズムの特質について分析を行う。また、学生の表現の分析によって、その中に伝統芸能のリズム操作と共通する要素が含まれていることを明らかにした。第3部「近代日本の歌における日本語の捉え方」:第1部や第II部で浮上した問題について歴史研究の手法でアプローチした。近代日本における日本語による歌の捉え方、音楽要素に着目した日本語指導などについて扱った。第4部「音楽的アイデンティティの再認識」:言葉と音楽との関係に着眼した授業の開発とその成果の検討。日本音楽の学習に関する客観的で分析的な理論研究の裏付けをもつ実践的な研究が必要とされるため、方法の異なる実践例を検討し、例示した。研究の内容は以下のとおりである。I忘れられたアイデンティティ1.小学生と中学生に見る日本伝統音楽に対する姿勢2.教員養成関係学部における日本音楽の動向3.現代の若者にとっての日本音楽-大学院生のレポートに見る日本音楽-II潜在する音楽的アイデンティティ-リズムを中心に-1.香具師の立ち売り口上におけるリズム操作-「がまの油売り」の場合-2.「何は何して何とやら」におけるリズム操作-茂山千之丞による7つの演じ分けを基に-3.日本の伝統芸能のリズム-共通詞を用いた伝統芸能の音声分析-4.朗読と歌唱のリズムの類似度を定める方法についての考察5.音楽教育専攻学生に見る伝統芸能的な語感-歌舞伎風「名乗り」のリズム分析-6.金子みすゞの「私と小鳥と鈴と」の朗読におけるリズム(1)-行と行間、連間に焦点をあてて-7.金子みすゞの「私と小鳥と鈴と」の朗読におけるリズム(2)-行間と連間の感受に焦点をあてて-8.金子みすゞの「私と小鳥と鈴と」の朗読におけるリズム(3)-詩の初見と再読による「間」の取り方-9.詩の朗読から歌うことへ-詞を詠・唱・歌う-III近代日本の歌における日本語の捉え方-西洋音楽との関わりから-1.「国の子ども」を定義する-近代日本子ども音楽の三つの場面-2.音楽教育と外国語教育の接点-語学教育における歌唱のすすめ-3.民謡・わらべうたの特質と西洋音楽(1)-兼常清佐の言説を中心に-4.民謡・わらべうたの特質と西洋音楽(2)-高野辰之の言説を中心に-5.民謡・わらべうたの特質と西洋音楽(3)-わらべうた教材の分析をとおして-IV音楽的アイデンティティの再認識-声と言葉による学習の開発-1.言葉のリズム学習としてのヴォイス・プロダクション-「お祭り」の創作学習2.香川の民話・民謡・方言を用いたミュージカルの創作-小学校低学年向け「狼の眉の毛」-3.オノマトペによる音楽創作-ヴォイス・プロダクション『のでのでので』-4.讃美歌から生まれた歌唱教材-「星の世界」に見る歌詞の変遷-5.体験学習「歌舞伎の表現」-内在する伝統的なリズム感に気づく授業研究の完成年度として、3度の研究会を開催してこれまで行った研究成果について検討と補足をした上で報告書の形で総括をした。I忘れられたアイデンティティ1.小学生と中学生に見る日本伝統音楽に対する姿勢2.教員養成関係学部における日本音楽の動向3.現代の若者にとっての日本音楽-大学院生のレポートに見る日本音楽-II潜在する音楽的アイデンティティ-リズムを中心に-1.香具師の立ち売り口上におけるリズム操作-「がまの油売り」の場合-2.「何は何して何とやら」におけるリズム操作-茂山千之丞による7つの演じ分けを基に-3.日本の伝統芸能のリズム-共通詞を用いた伝統芸能の音声分析-4.朗読と歌唱のリズムの類似度を定める方法についての考察

5.音楽教育専攻学生に見る伝統芸能的な語感-歌舞伎風「名乗り」のリズム分析-6.金子みすゞの「私と小鳥と鈴と」の朗読におけるリズム(1)-行と行間、連間に焦点をあてて-7.金子みすゞの「私と小鳥と鈴と」の朗読におけるリズム(2)-行間と連間の感受に焦点をあてて-8.金子みすゞの「私と小鳥と鈴と」の朗読におけるリズム(3)-詩の初見と再読による「間」の取り方-9.詩の朗読から歌うことへ-詞を詠・唱・歌う-III近代日本の歌における日本語の捉え方-西洋音楽との関わりから-1.「国の子ども」を定義する-近代日本子ども音楽の三つの場面-2.音楽教育と外国語教育の接点-語学教育における歌唱のすすめ-3.民謡・わらべうたの特質と西洋音楽(1)-兼常清佐の言説を中心に-4.民謡・わらべうたの特質と西洋音楽(2)-高野辰之の言説を中心に-5.民謡・わらべうたの特質と西洋音楽(3)-わらべうた教材の分析をとおして-IV音楽的アイデンティティの再認識-声と言葉による学習の開発-1.言葉のリズム学習としてのヴォイス・プロダクション-「お祭り」の創作学習2.香川の民話・民謡・方言を用いたミュージカルの創作-小学校低学年向け「狼の眉の毛」-3.オノマトペによる音楽創作-ヴォイス・プロダクション『のでのでので』-4.讃美歌から生まれた歌唱教材-「星の世界」に見る歌詞の変遷-5.体験学習「歌舞伎の表現」-内在する伝統的なリズム感に気づく授業1.本年度の研究内容の計画1)分析対象音源の収集,2)分析対象音源の評価と選定,3)音源の音響分析と考察,4)予備的実験,5)研究成果の検討と評価2.成果の発表以上の計画の中で1)については,A)定型的に語られる言葉B)語られる言葉から歌われる言葉へC)歌われる言葉の種別に漸次音源を収集,音響分析を行う一方で,収集音源の背景となる時代考証についても研究を進めた。本年度の成果を以下のように発表した。・奥忍:「語られる言葉から詠われる言葉へ」日本音楽表現学会『音楽表現学』Vol.2,2004,p.81・権藤敦子:「音楽の技能と技術」『音楽教育史論叢』第1巻,開成出版,2005年4月出版予定・権藤敦子:文化庁国際音楽の日シンポジウム「子どもと音楽と教育と」コーディネーター・H.Gottschewski:音源分析に必要なハードとソフトを購入し、音源の時間構造を比較するメソッド(「マッチング」)を開発。そのメソッドをリファインするとともに、様々な邦楽ジャンルの歌のタイミングと話し言葉のタイミングを比較してきた。それについて2005年4月グループ内の発表予定。3.成果のメンバー間共有2005年4月3日には研究グループ内報告会を開催し,以上の研究について発表・討議し,成果の共有をはかる予定である。
松島湾産サンゴタツの野外における繁殖生態と大量育成に関する研究

予備実験として30l透明円形水槽に産出稚魚を収容し、稚魚が拡散しない通気量として20ml/minを施した。初期餌料としてアルテミア孵化幼生を与え、1ヶ月間飼育したところ、1週間後と3週間後頃に腹部に気泡を含んで水面に浮いた個体が多く出現した。これは水面で餌料と共に大気を吸引したためと考えられ、主な斃死原因となっていた。そこで、主にこの現象を抑制するための手法に関する5実験を各5例行った。実験は以下に述べる実験区に対し、上述した予備実験を対照区としての比較実験とし、信憑性を高めるために1回に産出された稚魚を対照区、実験区に2分して実施した。餌料と稚魚の持つ走光性を利用して、水槽上部を遮光して水槽底に白色板を敷くことにより、水槽内の底部の方が明るい環境とした遮光実験では生残率を上げることができた。稚魚と餌料が水面に滞留できない最低通気量の50ml/minを施した通気実験では生残率は上がらなかった。有用種の種苗生産では単細胞緑藻類を飼育中に添加する手法が用いられている。そこで、入手としようが容易な冷凍ナンノクロロプシスを飼育水中に200万cell/ml添加したしナンノ実験では生残率が上がった。次に各実験を併用した場合の実験では遮光と通気を組み合わせた実験と通気とナンノを組み合わせた実験共に生残率は上がった。全5実験の中でナンノと通気を組み合わせた実験の生残率が最も良い結果となった。さらに、上述の実験で生残率とともに実験終了時の稚魚の大きさを測定し、実験環境が成長に影響を及ぼしているが調べたが、実験区と対照区との差異は認められなかった。
界面活性済が土壌への水浸潤に及ぼす影響の解明

界面活性剤は,洗剤・シャンプー・肥料や農薬の添加剤として利用され,多量に環境中へ放出されている.そのため,土壌環境中への影響も懸念される.ここでは,アニオン界面活性剤が土壌への水浸潤に及ぼす影響を明らかにするため,種々濃度のドデシル硫酸ナトリウム溶液(SDS)を乾燥試料カラムに毛管浸潤させ,その浸潤前線の変化を測定した.まず,砂・ガラスビーズの無機物と,腐葉土・ピート・ポリエチレン粒子の有機物を試料として,毛管上昇浸潤試験を行い,各試料の浸潤特性を明らかにした.純水を浸潤させたところ,毛管上昇高は,水との親和性を示す接触角の小さい順に対応して,ガラスビーズ>砂>腐葉土>ピート>ポリエチレン粒子の順に高くなった.700mmol/1の高濃度SDS溶液の毛管上昇高は,腐葉土を除いて,無機物・有機物とも溶液との接触角に大きな差がないことを反映して,類似した実験結果となった.これは,界面活性剤による有機物表面の水との親和性増大に起因する.腐葉土は,活性剤添加に伴い膨潤率が増大して透水性が大幅に低下し,浸潤が抑制された.ダルシー則を用いた浸潤方程式を提案し,浸潤初期の毛管上昇が,この式で近似出来ることを明らかにした.この計算毛管上昇式を用いてSDS溶液の影響を明確にした.親水性無機試料のガラスビーズ・砂では,SDS濃度増加に伴い,溶液の表面張力低下のため浸潤が遅くなった.疎水性有機試料のポリエチレン粒子・ピートでは,SDS濃度増加に伴い,主に前進接触角減少のため浸潤が速くなった.腐葉土では,SDS濃度増加に伴い浸潤が遅くなった.これは,高濃度になると膨潤性が増し,透水性が低下したためと推測された.界面活性剤は,洗剤・シャンプー・肥料や農薬の添加剤として利用され,多量に環境中へ放出されている.そのため,土壌環境中への影響も懸念される.ここでは,アニオン界面活性剤が土壌への水浸潤に及ぼす影響を明らかにするため,種々濃度のドデシル硫酸ナトリウム溶液(SDS)を乾燥試料カラムに毛管浸潤させ,その浸潤前線の変化を測定した.まず,砂・ガラスビーズの無機物と,腐葉土・ピート・ポリエチレン粒子の有機物を試料として,毛管上昇浸潤試験を行い,各試料の浸潤特性を明らかにした.純水を浸潤させたところ,毛管上昇高は,水との親和性を示す接触角の小さい順に対応して,ガラスビーズ>砂>腐葉土>ピート>ポリエチレン粒子の順に高くなった.700mmol/1の高濃度SDS溶液の毛管上昇高は,腐葉土を除いて,無機物・有機物とも溶液との接触角に大きな差がないことを反映して,類似した実験結果となった.これは,界面活性剤による有機物表面の水との親和性増大に起因する.腐葉土は,活性剤添加に伴い膨潤率が増大して透水性が大幅に低下し,浸潤が抑制された.ダルシー則を用いた浸潤方程式を提案し,浸潤初期の毛管上昇が,この式で近似出来ることを明らかにした.この計算毛管上昇式を用いてSDS溶液の影響を明確にした.親水性無機試料のガラスビーズ・砂では,SDS濃度増加に伴い,溶液の表面張力低下のため浸潤が遅くなった.疎水性有機試料のポリエチレン粒子・ピートでは,SDS濃度増加に伴い,主に前進接触角減少のため浸潤が速くなった.腐葉土では,SDS濃度増加に伴い浸潤が遅くなった.これは,高濃度になると膨潤性が増し,透水性が低下したためと推測された.土壌および多孔質体試料を種々の濃度のアニオン界面活性剤溶液に浸漬し、上方浸潤させたた。そして、浸潤速度を測定し、界面活性剤濃度が水浸潤に及ぼす影響とそのメカニズムを検討した。実験試料として、無機質の豊浦標準砂、有機質の腐葉土・ピート、腐植に富み負荷電を持つ大山火山灰土A層、正負両変異荷電を持つ大山火山灰土B層の土壌を用いた。風乾後、850μm篩を通過し、75μm篩に残留する分を試料とした。現象を明確に比較検討する目的で、ガラスビーズ(平均径0.1mm)、ポリエチレン粒子(住友精化フロービーズ。CL2507平均径0.18mm)も用いた。浸濁実験の前に、前処理をして表面の条件を整えた。何れも、風乾試料を用いた。典型的なアニオン性界面活性剤のドデシル硫酸ナトリウムを用いた。臨界ミセル濃度の1/2倍、1倍、3倍、10倍の溶液と純水を上方浸潤実験に用いた。粒子表面の接触角を計算するため、接触角が0°になると考えられるエタノールも浸潤させた。内径2cmのアクリル円筒に、風乾資料を均質に充填し、溶液を下方から浸潤させて、その上昇高さを経時的に測定した。試料円筒下端から20cm上が水面となるようにした。蒸留水との接触角が90°以下のぬれやすい試料(ガラスビーズ、標準砂、腐葉土)では、界面活性剤の増加により浸潤が遅くなり、蒸留水との接触角が、90°以上のぬれにく.い試料くポリキチレン粒子、ピートモス)では、界面活性剤の増加により浸潤が速くなることがわかった。これらの現象は溶液の表面張力γと接触角θにより説明できた。

界面活性剤は,洗剤・シャンプー・肥料や農薬の添加剤として利用され,多量に環境中へ放出されている.そのため,土壌環境中への影響も懸念される.ここでは,アニオン界面活性剤が土壌への水浸潤に及ぼす影響を明らかにするため,種々濃度のドデシル硫酸ナトリウム溶液(SDS)を乾燥試料カラムに毛管浸潤させ,その浸潤前線の変化を測定した.まず,砂・ガラスビーズの無機物と,腐葉土・ピート・ポリエチレン粒子の有機物を試料として,毛管上昇浸潤試験を行い,各試料の浸潤特性を明らかにした.純水を浸潤させたところ,毛管上昇高は,水との親和性を示す接触角の小さい順に対応して,ガラスビーズ>砂>腐葉土>ピート>ポリエチレン粒子の順に高くなった.700mmol/lの高濃度SDS溶液の毛管上昇高は,腐葉土を除いて,無機物・有機物とも溶液との接触角に大きな差がないことを反映して,類似した実験結果となった.これは,界面活性剤による有機物表面の水との親和性増大に起因する.腐葉土は,活性剤添加に伴い膨潤率が増大して透水性が大幅に低下し,浸潤が抑制された.浸潤初期の毛管上昇速度が,浸潤前線吸引圧と飽和透水係数を用いた定数で評価できることを明らかにした.さらに,毛管上昇式を提案し,計算毛管上昇曲線を用いてSDS溶液の影響を明確にした.親水性無機試料のガラスビーズ・砂では,SDS濃度増加に伴い,溶液の表面張力低下のため浸潤が遅くなった.疎水性有機試料のポリエチレン粒子・ピートでは,SDS濃度増加に伴い,主に前進接触角減少のため浸潤が速くなった.腐葉土では,SDS濃度増加に伴い浸潤が遅くなった.これは,高濃度になると膨潤性が増し,透水性が低下したためと推測された.界面活性剤は,洗剤・シャンプー・肥料や農薬の添加剤として利用され,多量に環境中へ放出されている.そのため,土壌環境中への影響も懸念される.ここでは,アニオン界面活性剤が土壌への水浸潤に及ぼす影響を明らかにするため,種々濃度のドデシル硫酸ナトリウム溶液(SDS)を乾燥試料カラムに毛管浸潤させ,その浸潤前線の変化を測定した.まず,砂・ガラスビーズの無機物と,腐葉土・ピート・ポリエチレン粒子の有機物を試料として,毛管上昇浸潤試験を行い,各試料の浸潤特性を明らかにした.純水を浸潤させたところ,毛管上昇高は,水との親和性を示す接触角の小さい順に対応して,ガラスビーズ>砂>腐葉土>ピート>ポリエチレン粒子の順に高くなった.700mmol/lの高濃度SDS溶液の毛管上昇高は,腐葉土を除いて,無機物・有機物とも溶液との接触角に大きな差がないことを反映して,類似した実験結果となった.これは,界面活性剤による有機物表面の水との親和性増大に起因する.腐葉土は,活性剤添加に伴い膨潤率が増大して透水性が大幅に低下し,浸潤が抑制された.ダルシー則を用いた浸潤方程式を提案し,浸潤初期の毛管上昇が,この式で近似出来ることを明らかにした.この計算毛管上昇式を用いてSDS溶液の影響を明確にした.親水性無機試料のガラスビーズ・砂では,SDS濃度増加に伴い,溶液の表面張力低下のため浸潤が遅くなった.疎水性有機試料のポリエチレン粒子・ピートでは,SDS濃度増加に伴い,主に前進接触角減少のため浸潤が速くなった.腐葉土では,SDS濃度増加に伴い浸潤が遅くなった.これは,高濃度になると膨潤性が増し,透水性が低下したためと推測された.
カルシウム熱還元-フラックス溶解法によるNi-H系電池負極材料の再生

本報告者らは、使用済みNi-H系二次電池中の負極活物質を再生するため、カルシウム熱還元-フラックス溶解法と呼称する効率的プロセスを考案している。本研究では、考案プロセスの最適稼動条件を検索設定し、プロセスの実用化を促進させるため、カルシウム熱還元による合金化反応の機構と合金化速度に及ぼすプロセス因子の影響、ホウ酸系フラックス中への希土類酸化物(RE_2O_3)やCaOないしはMgOの溶解挙動などに関して体系的に調査した。熱還元法実験では、カルシウムの添加量を理論当量の1.5倍とした場合、900°C、反応時間30分という低所要エネルギー条件において、合金化か完了し、合金粒子内では成分元素が均一に分布していることが分かった。合金粒子は、水素のプラトー圧および水素吸蔵量のいずれにおいても市販の水素吸蔵合金と遜色ない値を示すことが分かった。さらに、合金中の残存カルシウム量および酸素量の低減を目的として、合金粒子を1350°Cで溶融処理した結果、4時間の溶製によって、カルシウム量および酸素量は、溶製前の0.5および1.2wt%から、それぞれ、0.1および0.3wt%まで低減することが分かった。1350°Cで作成したCaO-B_2O_3系ないしはMgO-B_2O_3系フラックスとLa酸化物ないしはNd酸化物との状態図において、固液共存領域における固相は、希土類酸化物とB_2O_3とのモル比が1:1の化合物であること、カルシウムおよびマグネシウムは固相中の希土類とは置換しないこと、均一融体領域の広さが構成成分のイオン半径と関連があることなどが明らかとなった。また,MgO基系フラックスとCaO基系フラックスとの間には、溶解特性の違いが殆ど無く、両者とも、希土類酸化物の溶解用として優れたフラックスであることが分かった。本研究者らは,ハイブリッド自動車などで実用化が急速に進んでいるNi-H系二次電池の負極活物質に用いられる希土類金属-ニッケル系水素吸蔵合金を使用済み電池から効率的に回収するため,金属熱還元工程とフラックス溶解工程とから成る乾式リサイクルプロセスを考案し,その実用化に向けて研究を進めている。本年度は,使用済みNi-H系二次電池中の希土類酸化物RE_2O_3をニッケル粒子の存在下で金属カルシウムによって還元し,直接的にニッケルー希土類(Ni-RE)化合物を得る金属熱還元法に関して研究を行った。その結果,ニッケルの合金化が1223-1323Kの温度で45-135分程度の反応時問で完了すること,反応途中において副生するNi_5Ca化合物がNi-RE系化合物の生成反応を著しく促進する役割を果たすのでニッケル粒子の表面にNi_5Caができやすい条件を設定することが重要であること,合金中のカルシウムの除去が今後の課題として残されることなどが明らかとなった。また,フラックス溶解法の基本として重要なB_2O_3-CaO-RE_2O_3系ないしはB_2O_3-MgO-RE_2O_3系の1623Kにおける状態図を組織観察法により作成し,フラックス中への希土類酸化物の溶解度を決定した。その結果,フラックス中のB_2O_3とCaOないしはMgOの組成比を選ぶことによって,RE_2O_3の溶解度が30mol%程度のかなり大きな値となることが明らかとなった。本報告者らは、使用済みNi-H系二次電池中の負極材料を再生するため、カルシウム熱還元-フラックス溶解法と呼称するプロセスを考案している。

本研究では、考案プロセスの最適稼動条件を検索設定し、プロセスの実用化を促進させるため、カルシウム熱還元による合金化反応の機構と合金化速度に及ぼすプロセス因子の影響、ホウ酸系フラックス中への希土類酸化物やCaOないしはMgOの溶解挙動などに関して体系的に調査した。熱還元法実験では、カルシウムの添加量を理論当量の1.5倍とした場合、900°C、反応時間30分という低所要エネルギー条件において、合金化が完全に終了し、合金粒子内では成分元素が均一に分布していることが分かった。また合金化粒子は、水素のプラトー圧および水素吸蔵量のいずれにおいても市販の水素吸蔵合金と遜色ない値を示すことが分かった。さらに、合金中の残存カルシウム量および酸素量の低減を目的として、・合金化粒子を1350°Cで溶融した結果、4時間の溶製によって、カルシウム量および酸素量は溶製前の0.5および1.2wt%から、それぞれ、0.1および0.3wt%まで低減することが分かった。1350°Cで作成したCaO-B_2O_3系ないしはMgO-B_2O_3系フラックスとLa酸化物ないしはNd酸化物との状態図において、固液共存領域における固相は、希土類酸化物とB_2O_3とのモル比が1:1の化合物であること、カルシウムおよびマグネシウムは固相中の希土類とは置換しないこと、均一融体領域の広さが構成成分のイオン半径と関連があることなどが明らかになった。また、MgO基系フラックスとCaO基系フラックスとの間には、均一融体域の広さに大差は見られず、溶解特性の違いが殆ど無いことが分かった。
技術リテラシーとPISA型学力の相乗的育成を目的とした技術教育課程開発

本研究では,20072009年度の3年間にわたり,文部科学省研究開発学校として課題「持続可能な社会構築に必要な『技術リテラシー』『キャリア発達力』『エネルギー環境リテラシー』の育成を重視する小・中学校を一貫(施設分離型)した新学習領域『ものづくり』の教育課程等の開発」を研究したN県S市立S中学校,N小学校,A小学校における教育実践研究支援とデータの分析と検討を行った。平成20年度の研究成果として,2007(平成19)2009(平成21)年度の3年間にわたり,文部科学省研究開発学校として課題「持続可能な社会構築に必要な『技術リテラシー』『キャリア発達力』『エネルギー・環境リテラシー』の育成を重視する小・中学校を一貫した新領域『ものづくり学習』の教育課程等の開発」で研究を実施中の新潟県三条市立長沢小・同荒沢小・同下田中学校とのアクション・リサーチを実施した。平成20年度の特筆すべき研究成果の第1点は,前述の3能力の基盤学力(キーコンピテンシー)である創成力教育課程の基準表を開発し,同基準表に基づく単元開発を行ったことである。「創成力」の概念規定は,日本工学協会(2005)「工学教育特集号」に従い,学習者が自主的に問題に取り組み,字祭にものを創る活動を通して,新しい自分自身の解を見出す活動過程と,知識・技能の習得・活用・探究活動を通して育成させる,論理的思考・表現力・判断力,他者との協調能力などの総合的能力をいう。第2点は,「エネルギー・環境活用リテラシー」教育課程の基準(スタンダード)のうち,プロセス・スタンダードに改善を加えた点である。第3点として,文部科学省が平成15年度と17年度に実施した教育課程実施状況調査質問紙調査と同一回答項目を使って,現行の5教科及び新領域の児童・生徒意識調査を実施し,回答結果を全国調査と比較した点にある。その結果,全国調査と同様に,「理科が好き」や「理科は生活に役立つ」と回答した児童生徒は少なかったが,全国調査と比較すると三条3校は「そう思う」「どちらかといえばそう思う」と回答した児童生徒が多数であった。第4点は,研究協力者の新潟大学附属新潟小学校磯部征尊教諭との協働研究により,小・中学校を一貫した技術教育課程におけるスタンダード準拠評価の事例集を作成した点である。平成21年度の研究成果として,2007(平成19)2009(平成21)年度の3年間にわたり,文部科学省研究開発学校として課題「持続可能な社会構築に必要な『技術リテラシー』『キャリア発達力』『エネルギー・環境リテラシー』の育成を重視する小・中学校を一貫(施設分離型)した新領域『ものづくり学習』の教育課程等の開発」で研究を実施中の新潟県三条市立長沢小・同荒沢小・同下田中学校(以下,三条3校)とのアクション・リサーチを実施した。平成21年度の特筆すべき研究成果の第1点は,ものづくり学習領域に対する教員・保護者・地域の人達への理解増進と,啓発普及のために,ガイダンス資料集を作成した点である。第2点は,平成22年度に3回実施した,三条3校の小・中学校が連携した「ものづくり学習領域」のワークショップ型授業検討会で討議された内容について分析した点である。分析の結果,ワークショップ型授業検討会を重ねるにつれて,討議内容が教育課程基準表で記載された到達目標による指導と評価の一体化に関する内容が増加することが明らかになった。さらに,小学校における授業検討会では,「ものづくり学習領域」の授業参観において,算数,理科,図画工作科の知識・技能を活用し,課題を探究する活動の具体を指摘した教員が多数いたことが明らかになった。第3点は,三条3校の研究開発学校指定期間であった平成1921年度の教研式標準学力検査CRTの縦断比較を行った結果,小・中学校ともに特に国語のCRTの得点が上昇したことが明らかになった点である。「ものづくり学習領域」の習得・活用・探究活動の充実と,ポートフォリオ学習の導入の効果と推察する。第4点は,研究協力者の新潟大学附属新潟小学校磯部征尊教諭との協働研究により,小・中学校を一貫した「ものづくり学習」として,小学校3年理科のものづくり学習における評価事例集のデザインについて探究した点である。2007(平成19)2009(平成21)年度の3年間にわたり,文部科学省研究開発学校として課題「持続可能な社会構築に必要な『技術リテラシー』『キャリア発達力』『エネルギー環境リテラシー』の育成を重視する小・中学校を一貫(施設分離型)した新学習領域『ものづくり』の教育課程等の開発」を研究したN県S市立S中学校,N小学校,A小学校において,教研式標準学力検査CRT及びNRT得点の3年間の同一児童・生徒の縦断比較を行った。S中学校の研究1年次(当時第1学年)と2年次(2学年)同一生徒間(各々92人)のCRT調査結果では,国語が有意に向上した(χ^2=6.05,P<.05)。ものづくり学習領域はじめ,各教科等で言語力の育成を目指した授業実践の効果と推察される。一方,英語は,有意に低下した(χ^2=5.31,P<.05)。

中学1年次の学習に比べ,2年次の学習難易度が高まるためと推察される。研究1年次(1学年)と3年次(3学年)では,国語が有意に向上した(χ^2=5.94,P<.05)。社会では,有意に向上した(χ^2=17.73,P<.01)。ものづくり学習領域を中心に,郷土の歴史や特産,地産地消に関する学習を重視したため,郷土をはじめとした公民的資質の向上が図られたと推察される。数学では,有意に向上した(χ^2=24.28,P<.01)。理科では,有意に向上した(χ^2=20.51,P<.01)。ものづくり学習領域では,数学と理科で習得した知識を活用し,課題を探究する学習過程を重視したためと推察される。N小学校及びA小学校の研究1年次(1学年)と3年次(3学年)のCRT及びNRTの縦断比較結果では,向上が見られた学年と低下した学年と各様で,一定の傾向はつかめなかった。小学校は,学級担任制で学習指導が行われているためと推察される。
ワイヤレス給電による無燃料・長時間火星飛行探査システムの研究開発

本研究の目的は、マイクロ波帯の電磁波を用いたワイヤレス給電により、無燃料かつ長時間の飛行が可能となる火星飛行探査システムを地上実験により確立することである。目的達成のために、電力制御付フェーズドアレー送電システムの構築、探査機方向推定による送電ビーム制御システムの構築、ワイヤレス給電のみで飛行する摸擬飛行探査機の開発の各課題について取り組んだ。システム要求を満たす送電システムの構築に成功し、レクテナ(受電アンテナ+整流回路)から再放射される2次高調波をパイロット信号として利用した到来方向推定方法の開発、レクテナを搭載した模型飛行機の開発を実現した。本研究の目的は、マイクロ波帯の電磁波を用いたワイヤレス給電により無燃料かつ長時間の飛行が可能となる火星飛行探査システムを確立することである。平成25年度においては、[A]電力制御付フェーズドアレー送電システムの構築、[B]探査機方向推定による送電ビーム制御システムの構築、[C]ワイヤレス給電のみで飛行する摸擬飛行探査機の開発、について取り組んだ。課題[A]では、注入同期法と位相同期ループの組み合わせによりマグネトロンの周波数・位相を基準信号の周波数・位相に固定する「電力可変型位相制御マグネトロン」を構築した。また電力可変型位相制御マグネトロンを2台を用いたフェーズドアレー送電システムを構築し、フェーズドアレーとしての動作に成功した。課題[B]では、探査機に搭載するマイクロ波ー直流変換素子(受電素子)から発生する2次高調波をパイロット信号源とする、新たな方向探知システムの原理検証実験を行った。その結果、探査機から発生する2次高調波はパイロット信号として十分に利用できることを確認したが、パイロット信号受信電力が小さくなる点では方向検知誤差が大きくなるという問題が発生した。課題[C]では、火星探査飛行機1/4スケールに相当する摸擬飛行探査機を設計し、木材を骨組みとしたビニール製の模擬飛行探査機を試作した。また摸擬飛行探査機にレクテナを搭載し、マグネトロン1台によるワイヤレス給電試験飛行を実施した。その結果、無線電力伝送による直線飛行は実現できたものの、旋回飛行を実施するには機体の改良が必要であることが分かった。本研究の目的は、マイクロ波帯の電磁波を用いたワイヤレス給電により、無燃料かつ長時間の飛行が可能となる火星飛行探査システムを確立することである。目的達成のために[A]電力制御付フェーズドアレー送電システムの構築、[B]探査機方向推定による送電ビーム制御システムの構築、[C]ワイヤレス給電のみで飛行する摸擬飛行探査機の開発、の各課題について取り組んだ。最終年度の実績として、課題[A]では電力可変型位相制御マグネトロン(PVPCM)の改良を行い、位相誤差±1°および位相制御速度10μs程度まで改善した。またPVPCMを2台用いたフェーズドアレーアンテナを構築し、±30°の角度範囲において方向誤差4°以内でのマイクロ波ビーム方向制御に成功した。これらの誤差はいずれもシステム要求仕様を満たすものである。課題[B]では、レクテナ(受電アンテナ+整流回路)から再放射される2次高調波をパイロット信号として利用した到来方向推定を実施した。実験結果より、方向推定誤差はパイロット信号の受信強度と相関があり、受信強度が不十分の場合はシステム要求仕様を満たさないことが明らかとなった。また受信強度低下の原因は、複数のレクテナからの合成再放射電力がフェーズドアレーのようにふるまうことに起因することが明らかとなった。課題[C]では、電池駆動による模型飛行機の飛行実験、および模型飛行機に搭載した状態でのレクテナアレイの受信電力試験を行った。飛行試験結果より動力水平飛行に成功した。また受信電力試験結果より、模型飛行機での総合受信電力は1.3W程度となった。目標値の2Wには至らなかったが、主翼面積の増加による機体改善により目標は達成できる見通しは得られた。マイクロ波応用工学研究実施計画に掲げた3つの課題のうち、課題[A]は計画通り達成した。課題[B]は新たな手法に取り組んだ結果、原理検証実験までに留まり、位相誤差等の定量評価は十分ではなかった。課題[C]は、摸擬飛行探査機の設計・試作および試験飛行までは実施したが、必要とされる受電素子数等の定量評価までは至らなかった。以上より、定量評価部分に関しては若干の遅れがあるものの、当初計画に対して大きな問題点は発生しておらず、研究はおおむね順調に進展している。次年度においてはは、課題[B]および課題[C]で積み残された定量評価部分を早急に検討する。