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中学生における境界例心性の把握と自傷行為予防プログラムの開発

中学生における境界例心性に関する実証的研究を行った。これまで行われてきた成人(大学生)の境界例心性研究や境界例人格臨床研究と共通点を示しながら、中学生特有の境界例心性の構造を明らかにし、この心性を示す中学生の行動特徴、対人関係や親子関係の在り方、精神的健康など、背景にある要因が明らかにしている。2回質問紙調査を実施している。第1回目は475名の中学生を対象にしており、第2回目は1464名の中学生を対象に行った。その他に、中学生に実施可能な「精神健康調査票」の作成を目的として、大学生207名及び中学生257名に質問紙調査を実施し、妥当性を検証した。思春期・青年期の若者は、それまで養育者など周囲の人物が自身に向ける行動などを取り入れて行動してきたパターンから、確立しつつある自身のアイデンティティに添った行動へとシフトしていく。そのような時期に「リスカ」などの自傷行為は、自身のアイデンティティのゆがみを象徴化していると考えられる。本研究では、思春期後期の「自傷行為」の経験率を把握し、思春期全般の問題行動の実態を把握することを目的としている。そのために、第1研究では、県内の中学生を対象にした、面接調査及び質問紙調査を実施した。面接調査では、中学生の自傷行為の実態を把握する事を目的とした。面接で「周囲で見られるあるいは話題にされている中校生の自傷行為について」実態の報告を受けた。その報告内容を吟味し、自傷行為として質問紙調査の項目に加えた。第2研究では、中学生に質問紙調査を実施し、自由回答式で、自傷行為項目の他に、境界例心性尺度、親子関係尺度、学校適応感などの尺度を加えて、実施している。その結果、「自傷行為」の背景要因として親子関係、特に境界例心性があることが明らかとなった。この年代の若者の激しい行動化の背景に、自身ではどうしようもできない環境やその環境から培われた若者の精神内界がある。この精神内界への適切な働きかけがこの時期に重要と考える。本研究で、中学生が自傷行為を行う背景には境界例心性が見られることが明らかになってきた。自傷行為など問題行動がある境界例心性の高い中学生はやがて高校生になり、その心性が継続される、と考えられる。高校生と成長し学齢が上がることで、中学生時代よりも自身の幼児期をより客観的に捉えられるようになっている。そのことで、それまで受けてきた、親からの養育態度など、周囲が自身に向けた関わりについて尋ねることが可能になる。そこで、22年度は高校生を対象に境界例心性に関する質問紙調査を実施し、中学生との相違を明らかにしている。400人弱の高校生に無記名の質問紙調査を実施した。その結果、親からの虐待経験の有無により、境界例心性に差が見られた。さらに、男女においても差が見られた。虐待経験は「敵意」との相関も見られている。つまり、幼児期における虐待など、きわめて不適切な養育体験は、青年に成長していく中でも、その体験による後遺症を引きずっていることが明らかになってきた。つまり、予防プログラムは早期関係性に導入していく必然性が明らかになってきている。中学生における境界例心性把握し、自傷行為との関連を第1調査で行った。その結果を踏まえて、第2調査では境界例心性のある思春期の男女が、どのような行動や対人関係によってこの心性が表出されるのかを把握する目的で実施した。公立・国立の中学校6校の学校長や他人の協力を得て、1500人余りの中学1年生から3年生質問紙調査を実施した。質問紙への回答は無記名で、生徒本人の協力意思が尊重された。集団配付で個別回収(各自が封筒に入れ、密封する)方法を採った。調査票には、年齢と性別の他、「境界例心性尺度(17項目)」「行動化尺度(16項目)」「身体化尺度(20項目)」「親機能尺度(19項目)」「対人的信頼感尺度(16項目)」などで構成された。本研究によって、思春期の男女が自信の確立していく際に向き合う問題とは異なる「境界例心性」が行動化や身体化、その問題の背景にある実態を把握する第一歩となった。今後は、自傷行為などの問題行動を予防するプログラムを構築していくこと礎となったと考える。
密度汎関数変分法による遷移金属酸化物の電子状態計算

我々が開発した電子の相関運動を表現可能とする新しい密度汎関数法によって、遷移金属酸化物など強い電子相関を示す物質の電子状態計算を行った。新手法の特許取得を行って情報公開を進めた。高温超伝導を示す銅酸化物において電子状態の評価を進め、未知の物質相を複数理論的に発見した。既存のHg系やTl系の置換系として見出したものであってこれらと同等の超伝導性を示しうるという理論結果を得た。さらに、α相MNX物質、アルカリドープされたピセンなどの超伝導物質、La2CuO4などの磁性体の電子状態計算を進め、グラフェン中の欠陥起源による強相関電子状態では実験グループとの共同で新構造の発見から決定までを行った。密度汎関数変分法(DFVT)における計算収束判定基準を満たす有効多電子模型を構築した。収束電子状態計算を与えるための模型更新方法であるアップコンバージョン過程は、超過程を自然に評価する電子状態計算法を与えるが、超過程は超交換相互作用、超ペアホッピング過程、ファンデルワールス相互作用を含むことを導いた。さらに、行列積状態や密度行列繰り込み群法を活用した計算理論の構築を進めた。多層銅酸化物超伝導体におけるスピン揺らぎ機構を活用した物質設計をDFVTで行うため、候補物質を絞り込むフェルミ面形状制御パラメータを用いた設計法を開発した。適切な出発物質であるTl1223系を選択して、元素置換を行って電子状態の評価を行った。その結果、BaとCaをそれぞれYとアルカリ金属に置換した系が優れた候補になり得ることを見出した。各種α相MNX系物質(KxMNCl (M=Ti,Zr.Hf),pyridine-TiNCl)における超ペアホッピング過程を比較して、層状超伝導体に特有の強相関効果が見込まれることを示した。アルカリ金属ドープしたピセンの超伝導に関して、K2piceneを半導体母物質としてKのさらなるドープを行うと、広範囲なドープ量で金属状態が発生することを見出した。AB積層Kxpiceneに特有の狭い縮退バンド形成とその強相関効果を検討した。実験グループとの連携により適切な水素化グラフェン構造を作成・解析して、欠陥形成したグラフェン構造に特有の強相関効果である局在電子状態、局在スピン発生を確定した。電子間斥力散乱起源の超過程を評価するため、DFVT計算に基づく物質中の2体電子散乱振幅の計算プログラムを作成した。これらの研究実施によって、多配置参照密度汎関数法の計算技術公開を進めた。密度汎関数変分法(DFVT)による標準電子模型を与える経路積分法による厳密な定式化を日本物理学会において公開した。アップコンバージョン法が定める多体散乱過程の振幅を典型的なモット絶縁体であるLa214において評価し、モット絶縁性を示す結果が得られることを公表した。この定式化では知られている多体電子系用のソルバーであるC-DMFT, VCA, FLEX+vertex correctionなどの方法が直ちに適用できる。物質設計として、多層系銅酸化物の未知候補物質の選定を進め、多層Hg系において基本的な電子構造決定パラメータである3d軌道間エネルギー差及びフェルミ面形状制御因子が、正孔ドープ量やCuO2層数に殆ど依存しないことを確定して、物質設計基準を定めた。さらに、未合成の化合物CdBa2Ca2Cu3O8-dが、Tc>130Kの転移温度が実験的に確定しているHg系に匹敵する超伝導性を発現しうることを結論する数値データを得た。このデータに基づいて、実験グループに合成可能性を示した。α相MNX系超伝導体で未知であったpyridine-TiNClにおけるドーピング機構が、環境中の水分から発する還元作用として説明しうることを理論的に示した。これにより、α相MNXで層間ペアホッピング機構が重要となることを論じた。実験グループとの連携により、適切な水素化欠陥構造をもつグラフェンを作成・解析して、欠陥起源の強相関効果である局在電子状態の発生を確定した。これは、化学反応制御によるエッジ状態とその磁性状態のスイッチングが可能であることを示すものである。電子間斥力散乱起源の超過程を評価するため、DFVT計算に基づく物質中の2体電子散乱振幅を考慮し、2体グリーン関数決定が可能となる数値対角化計算プログラムを作成した。これらの研究実施によって、多配置参照密度汎関数法に基づく計算技術の公開を進めた。2体散乱起源の層間ペアホッピングを密度汎関数変分法(DFVT)で評価するため、ペアホッピング振幅の計算プログラムを作成した。これを電子格子相互作用起源超伝導機構では説明困難な各種の層状超伝導物質に適用して、電子相関起源超伝導による層間ペアホッピングのエネルギースケールが数十数百meVの大きさを持ちうることを示した。軌道・磁気秩序構造が反強磁性超交換

相互作用起源機構で決定されるマンガン酸化物等の系では、一般に単一配置参照計算(SR-DFT)から正しい秩序構造が得られないことを指摘した。反強磁性磁気構造が現れる金属反強磁性相を同定する理論にとって、nodal SDW状態を示すDirac電子系の解析が重要であることを指摘して、電流密度汎関数変分法としての金属反強磁性体計算の収束判定条件を与えた。バルクLaFeO3では、結晶構造の再現によってSR-DFTでも絶縁体基底状態が再現できるが、最近の実験からLaFeO3を用いたペロブスカイト触媒表面で電場印加効果による固体触媒効果の増強が明らかになっている一方で、SR-DFTを用いた表面計算を行うと安定なLaO表面を形成しても表面状態発生による金属化が起こることが分かった。この表面状態は内部の鉄3d軌道状態を含んでいるため、酸素欠損などの乱雑性導入による局在軌道発生効果を考慮してもSR-DFTでは説明できない局在性が実験的に同定されているのである。この効果は、多配置参照密によるDFVTによって解析されるべきであることが分かった。これらの研究実施によって、多配置参照密度汎関数法の計算技術公開を進めた。本研究は、遷移金属酸化物において現れる強相関電子系に対して密度汎関数変分法の適用を進めるものである。今年度は全く新しい層状銅酸化物高温超伝導体を理論設計することに成功した。初期の報告を8th Handai Nanoscience Nanotechnology International Symposium (2012, Osaka)で発表し、担当者がYoung Research Best Poster Award (若手優秀ポスター賞)を得ている。本研究が進める密度汎関数変分法は、多様な高温超伝導物質、軌道・磁気秩序、モット絶縁性物質に一般的に生じる強相関性の解析を可能とすることが分かってきたことから、共同研究範囲を東京工業大学グループや電気通信大学グループに広げ、実験の直接解析や実験家への提案を実施する研究成果を得た。本研究は、遷移金属酸化物において現れる強相関電子系に対して密度汎関数変分法の適用を進めるものであるが、多様な高温超伝導物質、軌道・磁気秩序、モット絶縁性物質に一般的に生じる強相関性の解析が、密度汎関数変分法の適用によって可能であることが分かってきたことから、本年度は当初計画にある平成24年度以降の計画を前倒しした研究成果を得た。同時に、次年度以降の有効多体模型の評価方法に用いる変分法について研究成果を得た。平成24年度には遷移金属酸化物に現れる高温超伝導体の物質設計を進めたが、得られた候補物質系の各種の物性値の具体的評価を進めることで、精度の高い物性値評価方法を与えていく。そのために、グリーン関数法、各種繰り込み群法の整備を、厳密対角化法、関数解析などの厳密評価法と併せてさらに整備していく。また、2体散乱過程評価プログラムの整備を進めてスペクトル解析を行う計算方法を整備する。それを、強相関電子系の磁性を定める超交換相互作用の直接評価法と組み合わせて適用し、マンガン系酸化物の電荷・スピン・軌道秩序の解析に適用していく。このDFVTによる有効多体計算に対してもう一つの標準系を与えると考えられるのがグラフェンとその欠陥構造に生じるギャップ中局在スピン系である。
在宅障害老人の家族介護者におけるストレスに関する実証的研究

本年度は、これまでに行ってきた家族介護者を対象にした縦断的調査をもとに、介護者のストレス評価尺度の妥当性および影響要因について再検討するとともに、介護サービスの質に関するアセスメントツールを作成し、学術雑誌に投稿した。具体的には、介護福祉サービスに対する満足感およびサービスに対する評価が介護ストレスに与える影響について、一次調査で得られたデータを用いて検討した。対象となったのは、216名の虚弱高齢者を介護している家族介護者である。構造方程式モデリングによる分析の結果、「サービスのおかげで余裕ができた」、「サービスのおかげでくつろげるようになった」といった肯定的評価が、介護ストレスに対して有意な影響を与えてることが明らかとなった。また、本年度では、特に社会的支援に着目し、社会的支援が介護ストレスに与える影響および介護マスタリーとの関連について検討した。まず、社会的支援が介護ストレスに与える影響について縦断的に検討するために、一次調査と二次調査に完全回答を行った173名を対象に分析を行ったところ、介護ストレス評価尺度の下位尺度である「身体的消耗感」と抑うつ(CES-D)得点に、社会的支援得点の変化が影響を与えていた。また、介護マスタリーと社会的支援を同時に重回帰分析に投入したところ、介護ストレスに対してそれらの変数が有意な影響を与えていることが示された。これは、社会的支援を増加させると同時に、介護に対して家族介護者自身が肯定的な評価を獲得できるよう体制を整備していくことが、介護ストレス軽減につながることを示唆していると考えられた。本研究では家族介護者のストレスに対して、様々な側面から検討を加えてきた。介護保険制度の改正を控え、さらに介護者のストレスに注目が集まっている中、本研究で得られた知見は介護ストレスを把握し、心理社会的な介入方法を検討する上での一助となると思われる。本年度における研究目的は、家族介護者のストレスの縦断的変化や我が国における介護ストレスの特徴などを捉えることであった。そのため、平成13年から14年度にかけて行った調査データに対し、様々な方面から分析を行った。まず、高齢者の要介護度の変化を捉え、上昇・変化なし・低下の3群に分割し、それに併せて介護者のストレスがどのように変化したのか分析したところ、要介護度が上昇した群および変化しなかった群は介護者のストレスも何ら変化していなかった。しかし、要介護度が低下した群においては、身体的なストレスが半年前よりも低下していることが明らかとなった。次に、介護者のストレスをプロセスとして捉えることが可能であることを実証するため、Lawton et al.(1991)のストレスの2因子モデルを用いて分析を行った。その結果、要介護高齢者の様々な障害が介護者のストレス認知をもたらし、それが結果としてうつ気分やポジティブ感情の低下につながるというモデルがこれまでのデータにうまく適合することを明らかにした。この知見はアメリカにおいてはいくつか追試がなされ、同様の結果が得られているが、アジア圏では初となる知見である。また、同様に介護者のストレスに対する対処方略においても、我が国の独自性を明らかにするための分析を行った。その結果、従来、欧米において報告されたような前向きの対処のみがストレスを軽減するのではなく、適度にサービス等を利用し、要介護高齢者との距離をうまくとるような対処方略が有効であることが示唆された。本年度は、この結果をもとに、さらにその知見に対する理解を深めるため、数人の高齢者およびその介護者を対象に質的調査を行った。最終的に、これらを鑑みると、本年度の目的である家族介護者のストレスにおける縦断的変化やその特徴に関する知見の蓄積については、ある程度果たすことが出来たと考えられる。本年度においては、在宅において介護が必要な高齢者を対象とした探索的調査を行い、介護ニーズについて検討した。具体的には、まず、在宅において高齢者や介護者の心理的適応を検討するために、従来使用されていた抑うつなどのネガティブ面の尺度ではなく、QOLの肯定的側面を測定するために、新たに尺度の作成を試みた。この「心理的安寧尺度」は、短時間でQOLの肯定的側面を測定することが可能であり、また非常に簡便な尺度でありながら、信頼性・妥当性も十分備わっている尺度である。今後は、この尺度を用いて高齢者および介護者の心理的適応を否定的側面・肯定的側面の双方から検討することが可能である。また、本年度においては、介護サービスのあり方と介護者の心身の適応について、さらに詳細に分析・検討を行った。介護サービスの質については、様々な捉え方が考えられるが、本年度はサービスの種類における多様性を「サービスの質」の一側面として位置づけ、検討した。まず、離礁しているサービスを「ホームヘルプ」、「ショートステイ」、「デイサービス」に分類し、その組み合わせによって、介護者のストレスに差がみられるかどうか検討した。その結果、サービスの種類によっては差が見られないが、2種類以上のサービスを利用している者は、1種類しか利用していない者よりもストレスが有意に低いことが明らかとなった。この結果は、未だ探索的な研究ではあるが、サービスの多様性がストレス低減に繋がることを示していると考えられる。今後サービスの質について検討する際には、その多様性を考慮に入れた上で、客観的指標を用いて測定していく必要があると思われる。

具体的には、介護福祉サービスに対する満足感およびサービスに対する評価が介護ストレスに与える影響について、一次調査で得られたデータを用いて検討した。対象となったのは、216名の虚弱高齢者を介護している家族介護者である。構造方程式モデリングによる分析の結果、「サービスのおかげで余裕ができた」、「サービスのおかげでくつろげるようになった」といった肯定的評価が、介護ストレスに対して有意な影響を与えてることが明らかとなった。また、本年度では、特に社会的支援に着目し、社会的支援が介護ストレスに与える影響および介護マスタリーとの関連について検討した。まず、社会的支援が介護ストレスに与える影響について縦断的に検討するために、一次調査と二次調査に完全回答を行った173名を対象に分析を行ったところ、介護ストレス評価尺度の下位尺度である「身体的消耗感」と抑うつ(CES-D)得点に、社会的支援得点の変化が影響を与えていた。また、介護マスタリーと社会的支援を同時に重回帰分析に投入したところ、介護ストレスに対してそれらの変数が有意な影響を与えていることが示された。これは、社会的支援を増加させると同時に、介護に対して家族介護者自身が肯定的な評価を獲得できるよう体制を整備していくことが、介護ストレス軽減につながることを示唆していると考えられた。本研究では家族介護者のストレスに対して、様々な側面から検討を加えてきた。介護保険制度の改正を控え、さらに介護者のストレスに注目が集まっている中、本研究で得られた知見は介護ストレスを把握し、心理社会的な介入方法を検討する上での一助となると思われる。
ポートフォリオを活用した行政保健師のキャリア開発に向けたアクションリサーチ

本研究はアクションリサーチの手法を用いて行政保健師のキャリア開発プログラムにおけるポートフォリオの活用可能性を検討することを目的とした。第一段階のアクションリサーチでは、研究者がアクションリサーチャーとなり保健師リーダーに向けて保健師活動歴に焦点を当てたポートフォリオの活用実践とOJT企画立案を働きかけ、第二段階のアクションリサーチでは、第一段階のアクションリサーチに参加した保健師リーダーがアクションリサーチャーとなり研究者と共に企画したOJTを実施・評価した。その結果、OJTにおけるポートフォリオの活用は保健師の専門能力の理念的コアを継承する方法として有用であることが示された。本研究は、アクションリサーチの手法を用いて、行政保健師のキャリア開発プログラムにおけるポートフォリオの活用可能性を検討することを目的とする。平成19年度は、第一段階のアクションリサーチとして、研究者がアクションリサーチャーとなり、組織内で後輩保健師に自らの知識・技術を教育的に提供する役割を担う行政保健師に向けて、ポートフォリオの活用実践を通してOJT(On the Job-Training)の企画立案を働きかけたプロセスを記述し、活動評価を試みた。具体的には、保健所・市町村の専門員・係長級以上の保健師に研究参加を求め、参加した保健師7名を対象に、ポートフォリオの活用に関する集合型研修1コース3回と面接・電子メール等による個別支援を実施した。アクションプラン実施過程で収集したデータは、キャリア発達に関連する参加者の基本的情報、集合型研修の録音・録画による逐語・観察記録、個別支援のフィールドノート、参加者のアクションシートやポートフォリオ等の活動記録である。現在、これらのデータから研究者による参加者への働きかけと参加者に生じた変化に関する記述を抽出し、それぞれを個人別時系列に布置し、意味内容の分析を進めている。これまでに、長期的な活動を保健師としての成長過程と捉えたふりかえりを促すこと、成長の転機やその背景要因の意味づけを促すこと、他者に自らの活動を伝えるための豊かな語りを促すこと、活動へのモチベーションを高めることなどが読み取れており、経験知の世代間伝承のためのコミュニケーション・ツールとしてポートフォリオの活用可能性が示唆された。今後はさらに分析を進めるとともに、参加した保健師がアクションリサーチャーとなり、企画したOJTを実施・評価する第二段階のアクションリサーチを行う。平成20年度は、第二段階のアクションリサーチとして、平成19年度のアクションリサーチに参加した市町村所属の係長級以上の保健師(以下、保健師リーダーと表す)からアクションリサーチャーを募り、所属組織の後輩保健師にポートフォリオを活用したOJT(On the Job-Training)を企画実施したプロセスを記述し、その評価を試みた。具体的には、A市の保健師リーダー1名がアクションリサーチャーとなり、組織内のスタッフ保健師4名(保健師実務経験年数27年)が研究に参加した。研究者は保健師リーダーとともに集合型研修3回を企画実施し、面接・電子メール等によるスタッフ保健師への個別支援を実施した。OJT企画実施過程で収集したデータは、スタッフ保健師のキャリア発達に関する基本的情報、集合型研修の録音・録画による逐語・観察記録、アクションシートやポートフォリオ等の活動記録、保健師リーダー・研究者による参加者の個別支援記録および研究者による保健師リーダーへのスーパーヴィジョン記録である。これらのデータから保健師リーダー・研究者による参加者への働きかけと参加者に生じた変化に関する記述を取り出し、それぞれを個人別・時系列に布置し、意味内容の分析を進めた結果、保健師リーダーによる活動史ポートフォリオを用いた語りが、保健師としての活動理念・価値観の伝承を促し、長年日常業務の中での気づきを大切に自己研鑽してきた保健師リーダーの姿勢に触発されて、スタッフ保健師の日常業務の中での気づきから課題を絞ったポートフォリオ学習へと発展したことが示された。今後は特に中堅期保健師の経験知を職場内で共有・活用するために、活動史ポートフォリオと課題ポートフォリオを組み合わせたOJTモデル試案の作成が重要と考える。
強誘電体チタン酸バリウムの高圧誘起金属・絶縁体転移の研究

チタン酸バリウム(BaTiO_3)には、強誘電体の代表的物質である立方晶型(c-BaTiO_3)の他に六方晶型(h-BaTiO_3)が存在し,六方晶型も低温で強誘電性を示す。本研究では、この二つのチタン酸バリウムに電子をドープしたり、静水圧を印加することで電子状態を変え、それに伴う電子物性の変化を、特にフォノンのソフト化が関与した構造相転移との関係で調べた。一年目の設備費で極低温冷凍機を購入し、その冷凍機にクランプ式のマイクロボンベを取り付けることで、大気圧から1万5千気圧(1.5GPa)の圧力域、10Kから300Kの温度域での誘電率や電気抵抗の測定が可能となった。1.5GPa以上の高圧域については東大物性研の高圧装置を利用し、ソフトモードの振る舞いを調べるためのラマン散乱実験は北大電子研との共同研究で行った。以下、結果を要約する。1)還元することで半導体化したh-BaTiO_<3-δ>、c-BaTiO_<3-δ>は、それぞれ2GPa、6.5GPa以上の圧力域では、全温度域で金属的な電気伝導を示す。この圧力は、それぞれ六方晶・斜方晶転移(To)、立方晶・正方晶転移(Tc)の消失する圧力に対応する。2)高圧誘起の金属相では、両物質ともに100K付近まで電気抵抗のT^2則が成り立ち、強相関電子系として取り扱えることを示唆している。3)還元h-BaTiO_<3-δ>の電気抵抗に異常が現れる温度はラマン散乱実験で得られたソフトモードの凍結する温度と一致した。すなわち、電気抵抗の異常は六方晶・斜方晶転移に伴うものである。4)還元h-BaTiO_<3-δ>の六方晶・斜方晶転移(To)における臨界指数βは酸素欠損量δの増加に伴って変化し、δ=0でβ1/3であるが、δ=0.02ではβ1/2となる。5)電子をドープしていない純粋なc-BaTiO_3,の低温での誘電特性を調べたところ、100K付近にリラクサー的な誘電分散が存在することを見いだした。この分散は純度のよい引き上げ結晶でのみ見られ、フラックス法作製の結晶には現れない。立方晶、六方晶両チタン酸バリウム(BaTiO_3)に電子をドープしたり、圧力を印加し、電子状態を変えることで起こる物性の変化について調べる目的で、極低温冷凍機を購入し、1GPa以下の圧力域、10-300Kの温度域で、電気抵抗測定を行った。1GPa-8GPaの圧力域については物性研の高圧発生装置を利用し測定した。水素ガス中、1300°C、4時間還元した立方晶BaTiO_<3-δ>の電気抵抗の温度依存は、1atmでは、280K付近の正方晶-斜方晶転移、200K付近の斜方晶-菱面体転移で大きな電気抵抗の飛びが見られる。

圧力の増加に伴い、各転移温度は低下すると共にブロードになっていく。6.5GPa以上の圧力では、立方晶-正方晶転移も消失し、全温度域で金属的な温度依存をするようになる。六方晶BaTiO_<3-δ>でも、2.3GPa以上の圧力になると、六方晶-斜方晶転移温度は消失し、全温度域で金属的になる。高圧金属相での電気抵抗の温度依存は、立方晶、六方晶BaTiO_<3-δ>共に、100K以下ではT^2則が、100Kから300KではT^3則がほぼ成り立っている。この関係はSrTiO_<3-δ>において始めて見いだされ、T^2則についてはイオン化した不純物による散乱で、T^3則はLOフォノンによる散乱といわれているが、T^2則の起源については強相関電子系特有の現象としても理解でき、今後の研究で明らかにしていく必要がある。次に、電子ドープによる格子振動の変化を調べる目的で、酸素欠損量の異なる六方晶BaTiO_<3-δ>試料についてラマン散乱実験を行い、六方晶-斜方晶転移温度T_0及びソフトモードの臨界指数βのδ依存求めた。臨界指数βは1/3(δ=0)から1/2(δ=0.02)へと、δの増大とともに増大する等の事実が明らかとなった。これらの結果は、第9回強誘電体国際会議(1997年8月、ソウル)で報告した。酸素欠損量の異なる試料の数を増やし、測定を続けている。チタン酸バリウムには,立方晶(c-BaTiO_3),六方晶(h-BTiO_3)の2つの多形が存在する.この2つのチタン酸バリウムに電子をドープしたり,圧力を印加することで電子状態を変へ,それに伴う物性の変化を,特に構造相転移との関係で調べている.昨年度の予算で極低温冷凍機を購入し,その冷凍機にクランプ式のマイクロボンベを取り付けることで,大気圧から1万5千気圧(1.5GPa), 10Kから300Kの温度域での,誘電率や電気抵抗などの物性測定が可能になった.1.5GPa以上の高圧力域については物性研の装置を利用し電気測定を,ソフトモードの振る舞いを調べるためのラマン散乱実験は北大電子研との共同研究で行った.以下,結果を要約する.1)還元することで半導体化したh-BaTiO_<3-δ>,c-BaTiO_<3-δ>はそれぞれ2GPa,6GPaで金属化する.金属相の電気伝導は強相関電子系として取り扱える.2)酸素欠損量の異なるh-BaTiO_<3-δ>試料についてラマン散乱実験を行い、六方晶-斜方晶転移温度To及びソフトモードの臨界指数βのδ依存求めた.臨界指数βは1/3(δ-0)から1/2(δ=0.02)へと,δの増大とともに変化する等の事実が明らかとなった.3)電子をドーブしていない純粋なc-BaTiO_3の低温での誘電特性を調べたところ,100K付近にリラクサー状の特異な誘電分散が存在することを見いだした.これらの結果は印刷中を含め,4つの論文にまとめ報告した.
新たなるリンパ球ナチュラルヘルパー細胞の寄生虫排除機構における役割

自然免疫系リンパ球として我々が報告したナチュラルヘルパー(Natural helper : NH)細胞は、IL-33やIL-2+IL-25刺激によってIL-5、IL-13産生だけでなく、好酸球遊走を促すことで知られるeotaxinを産生し、増殖することが明らかになった。脂肪組織のNH細胞はCCR2を発現しているが、IL-33やIL-2+IL-25刺激はこの発現を低下させ、CCR4の発現を促進することでNH細胞を肺へと出現させた。肺に現れたNH細胞はMHC class IIを発現しないことから、Nuocyteをはじめとする他のTh2サイトカイン産生リンパ球とは異なる細胞であると考えられた。NH細胞を欠損する・_c^<-/-> Rag-2^<-/->マウスでは、Nippostrongylus brasiliensis感染やIL-33またはIL-2+IL-25の気管内投与を行っても肺でのNH細胞出現は見られなかった。しかし、・_c^<-/->Rag-2^<-/->マウスに腸間膜から得たNH細胞を移植することで肺のNH細胞出現が回復した。これらの結果から、NH細胞は寄生虫感染においてIL-33やIL-25に反応することで肺での好酸球誘導や杯細胞過形成を誘導し、感染防御機構に働く細胞であるという結論を得た。我々が脂肪組織において見出した新しいリンパ球ナチュラルヘルパー(natural helper:NH)細胞は、IL-2とIL-25の共刺激やIL-33刺激を受けることで多量のTh2サイトカインを産生する自然免疫系の細胞である。NH細胞の報告から2か月後、NuocyteおよびMPP^<type2>と名付けられたTh2サイトカイン産生細胞が他グループから報告された。これらの細胞はどちらもIL-25によってN.b.感染時にIL-13産生を行う点でNH細胞に類似した細胞と考えられた。そこで、NH細胞、Nuocyte、MPP^<type2>細胞の相違点を明らかにするために、分化、表現型、サイトカイン反応性について検討を行った。MPP^<type2>細胞は、ミエロイド系細胞へ分化する細胞として報告されたが、NH細胞はいかなる細胞へも分化しなかった。一方、NuocyteはNH細胞と同様、Linc-Kit^+Sca-1^+IL-7R^+IL-25R^+IL-33R^+の細胞で、今回明らかになった表現型の相違点はIL-2R発現がNH細胞では見られるがNuocyteでは見られず、NH細胞がMHCclassII陰性なのに対しNuocyteでは陽性であることのみであった。そこで、両者のサイトカイン反応性を見るために野生型マウスに対し、IL-25およびIL-33投与を行った。NH細胞の存在する腸間膜、およびNuocyteが出現すると報告されている脾臓からリンパ球を分離し、フローサイトメトリー解析を行ったところ、NH細胞はIL-33によって増殖したが、Nuocyteの出現は見られなかった。Nuocyteの存在数が少なく他のリンパ球が多いため検出が困難になっている可能性を考慮し、T細胞、B細胞を欠損するRa経2^<-/->マウスを用いて同様の実験を行ったところ、NuocyteはIL-25投与時のみ出現がみられ、IL-33投与では存在が確認されなかったことから、IL-25単独では増殖せず、IL-33によって増殖するNH細胞とは異なる細胞であるとの結論を得た。脂肪組織に存在するfat-associated lymphoidcluster(FALC)で見いだしたナチュラルヘルパー(Natural helper:NH)細胞はLineageマーカー(CD3,CD4,CD8α,CD11c,CD19,TCR6,TCRγδ,B220,NK1.1,Mac-1,Gr-1,FcεR1α)陰性でc-KitおよびSca-1を発現する自然免疫系のリンパ球である。

これまでの研究からNH細胞は分化にIL7を必要とし、IL-2刺激によって増殖すること、またIL-2とIL-25の共刺激やIL33の単独刺激により多量のTh2サイトカイン(IL-5、IL-6、IL-13)産生をすることを明らかにしてきた。IL-25やIL-33は寄生虫感染やアレルギーにおいて、肺や小腸で産生が見られるサイトカインとして知られていることから、肺におけるNH細胞の役割に着目した。その結果、定常時にFALCに存在するNH細胞は気管内にIL-33を投与することで肺に出現し、IL-5を産生することで好酸球浸潤を誘導した。寄生虫Nippostrongulus(N.b.)は、皮下から感染し血行性に肺へと移動し、気管支、食道を経て腸内に寄生する。N.b.は小腸においてIL-13の誘導した杯細胞過形成によって分泌されるムチンにより腸管外へ洗い流されるが、肺を通過する段階で起こる好酸球増多も亙ゑの制御に重要である事が知られる。実際にN.b.感染5日目の肺胞洗浄液にはNH細胞の浸潤が見られ、IL-5を産生することで好酸球を誘導し亙ゑの排除を行うことが明らかになった。我々はすでに、NH細胞が小腸へと寄生したN.b.に対し、IL-13を産生することで小腸杯細胞過形成を誘導し、ムチンによる排除を行うことを明らかにしており、今回明らかになった肺でのNH細胞の排虫機構とあわせると、NH細胞は肺、小腸の2段階で寄生虫排除を積極的に行う細胞であることが明らかになった。
人らしい外観を有する人間型ハンドの開発

義手や人間型ロボットの手には人が恐れを感じない自然さの実現が求められる。この自然さとは形状のみならず、動作そのものにも求められることから実現は容易ではない。よって本研究では、動作を阻害しない人らしい外装を実現するコスメティックグローブを新たに開発すると共に、これを装用可能な協調リンクによるなじみ機構を有する内骨格機構を開発した。この結果、指部で89%、手掌部で64.9%の小型化を実現すると共に高柔軟性を有するコスメティックグローブの装用が実現された。実際に動作試験を実施した結果、人らしい形状、動作の双方を実現し、箸やペンチ等の道具の操作、豆腐の把持などを実現するに至った。当該年度は当初目的の1)、2)に加え、3)を新たに行った。1)ハンドの新規設計:人らしい外装を実装するため、新たに内骨格構造化を目的としたハンド機構の縮小化を行った。対象物と接触するための部位を削除し、ヒトの骨に近い形状に縮小化すると共に、サイズが変更されたことで生じたリンク長の変化を再度設計し、従来と同様の屈曲動作を参考に同様の移動セントロードを再現可能なリンク構造を設計・開発し、実際にアルミ合金にて5指構造を有する形状にて作成した。動作試験を行った結果、従来有する機能を大幅に損なうことなく把持できる構造となった。しかしながら、小型化したことにより、接合部の強度低下、把握力低下が見られた。この点については次年度の解決課題とである。2)外装の検証:動作の阻害率が低くかつ自然な形状をなす外装について検証した。人らしい形状と見た目、ハンドの動きを阻害しない伸び率、長期間の運用に耐える耐久性の実現を兼ね備える材質として、予備実験で利用した超軟質ウレタン造形樹脂をベンチマークとして新たな材質の検証を行った。検証を行った結果、最も優れた特性を示した超軟質シリコンゲルによる外装を製作した。確認したところ、従来よりも外装の自然さの点では劣るものの、従来と比較して同等の耐擦過性、従来よりも優れた耐裂傷性、伸び率で400%以上を有する特性が見られたため、次年度はこの外装を用いていくつかの動作試験を実際に行う。3)義手を目的としたフィードバック装置:義手等を開発する上で問題となるのは、把持情報を以下に装着者にフィードバックするかである。このため把持動作時に装着者に情報を与えるための手法として3指の接触状態を4段階で装着者の皮膚に圧力の形で伝達する把持感覚フィードバック装置の開発を行った。実験を行った結果、70%81.8%の正答率で装着者は圧力を認識可能という結果を得た。研究計画に基づき、以下の2点を実行した。1)、ハンドのリンク機構等について正式モデルを構築した。人間らしい外装について、まずは目的とする機能、形状、摩擦係数、柔軟性が得られるかについて実験、改良を行った。この結果、超軟質ウレタン樹脂を用いて厚さ1.6mmで構築することで、上記性質をキープしつつ繰り返し試験に耐える耐久性が得られることが分かり、この条件に外装を改良し採用することとした。また内部構成については内包可能な形状を実現するために、指のモデルを3DCADを用いて設計、シミュレーションした後、実際に作成し外装内に設置した。結果、目的通りに柔軟な動作を実現出来た一方、内部フレームが直接外装と接触するため柔軟性に乏しく、人の肉に相当する緩衝材を開発する必要性が明らかとなった。2)筋電位等による制御回路の構築について、市販化を念頭に汎用性が高いシステムによる構築を検討した。このため数千円程度で入手可能なAVRマイコンを採用すると共に、湿式・乾式電極双方で動作可能な筋電位増幅回路を1万円程度で構築することとした。さらにこれらをBluetoothによる無線接続とすることとした。これは筋電義手で問題となる、義手本体の重量を軽減することが目的である。主たる制御回路を無線で切り離し、体幹など装着者の重心に近い箇所に配置することで装着時の重量による負担を大幅に軽減することを目的としている。無線通信での動作解析システムを構築し情報を取得して開発を行った。この結果、いくつかの専用の操作パターンを与えることで、ボールや包丁など日常生活に存在する様々な道具のみならず、シュークリームなどの柔軟物の把持を実現する無線操作式筋電位制御装置の構築に至った。一方で、接点のずれによる誤動作が散見されるため、これらを解消するための制御手法に課題を残した。本研究は義手や人間型ロボットのための人らしい外観を有する人型ハンドの開発が目的である。この人らしさとは静止状態のみならず動作時において実現することを指す。ヒトの目は極めて正確である。例えばロボットの顔にはリアリティを追求するにつれて僅かな違いが違和感を強調する、いわゆる「不気味の谷」が存在する。これはハンドにも同様に言え、例えばほんの少しだけ親指が逆側に沿っただけでもヒトはそれを「不気味だ」と瞬時に認識する。本研究ではこの不気味の谷を克服したハンドの実現を目的に、以下の3点について実行した。1)人間らしい外装:従来用いられてきた装飾義手などのコスメティックグローブは厚く固く、ハンドの動きを阻害するものであった。このため研究では硬度ゼロに近い柔軟性と高展延性、高耐久性を有しつつヒトに近似したコスメティックグローブを新たに開発した。

2)コスメティックグローブに適合する内骨格構造:コスメティックグローブを装用するには、グローブの厚みと関節の屈曲位置を勘案した内骨格構造の実現が不可欠である。このため本研究ではヒトの骨格に近い内骨格構造を新たに設計開発した。実際にコスメティックグローブを装用した結果、ヒトらしい自然な屈曲動作を実現した。3)筋電位を用いた動作システム:義手への応用を目的に、微細な力加減を実現可能な筋電位入力システムを開発した。この結果、筋電位操作でも木綿豆腐を壊さずに把持できた。また把持力を装着者に物理的にフィードバックする力覚フィードバックシステムも開発した。上記の開発を行った結果、極めてヒトに近い形状を有しつつ、日常生活における様々な把握動作を実現可能なハンドを開発するに至った。実際にハンドについて調査を行った結果、70%以上の被験者から不気味ではなく親近感を覚えるという回答を得るに至った。義手や人間型ロボットの手には人が恐れを感じない自然さの実現が求められる。この自然さとは形状のみならず、動作そのものにも求められることから実現は容易ではない。よって本研究では、動作を阻害しない人らしい外装を実現するコスメティックグローブを新たに開発すると共に、これを装用可能な協調リンクによるなじみ機構を有する内骨格機構を開発した。この結果、指部で89%、手掌部で64.9%の小型化を実現すると共に高柔軟性を有するコスメティックグローブの装用が実現された。実際に動作試験を実施した結果、人らしい形状、動作の双方を実現し、箸やペンチ等の道具の操作、豆腐の把持などを実現するに至った。当初計画では、本年度は2つの項目を実現項目として挙げており、その2点双方について十分な成果が得られたため。1点目については、人間らしい形状を実現しつつ、十分な耐久性と摩擦力を有し、かつハンドの動作を妨げない柔軟性に富む外装を構築するための要点を把握すると共に、この外装に適した内部フレームの設計を実施し、実際に挿入試験を行って外装を装着した形の実現性を確認したことから、十分な成果が得られた物と判断した。2点目については、当初の計画通り筋電位を無線で取得するシステムを市販化を見据えて安価に構築するための設計を行い、実際に構築しハンドの制御に必要な筋電信号を取得出来たと共に、この信号を解析して本研究のハンドに適したハンドの制御手法を開発することによって、ボールや包丁など日常生活に存在する様々な道具のみならず、シュークリームなどの柔軟物の把持を実現したため。機械要素設計概ね研究計画通りに進行しているため、次年度は生活環境下での動作試験を中心に実施する。この動作試験を通じて外装、内部フレームそれぞれの改良を重ね、目的とする動作を実現可能なハンドの構築を実施する。既に本年度の課題として、内部フレームが直接外装と接触するため柔軟性に乏しく、人の肉に相当する緩衝材を開発する必要性が挙げられているため、これを含め改良を行い、目的とする性能を実現する。もし上記目標が次年度中盤で実現できた場合は、申請書以上の伸展を狙って研究の市販化をイメージ可能な設計にも着手する。現状のハンドのフレームはアルミ合金を用いたハンドメイドであるため、加工コスト、組み立てコストの面で不利であり、これが一般企業が販売をためらう要因ともなり得る。このため、今年度得られた設計の要点を踏まえ3Dプリンタ等で容易に構築可能な設計への展開を試みる。
軟体動物の貝殻微細構造：ナノスケールの新規系統学的形質の探索

軟体動物の様々なグループの貝殻の微細構造を詳細に観察し、微細構造を分類した。その結果を分子系統解析に基づく系統仮説と比較し、系統と微細構造の対応を検証した。各微細構造は、走査型電子顕微鏡による観察結果に加えてアラゴナイトとカルサイトの決定を行い、結晶方位解析の比較を行うことにより特徴を明らかにした。新しい貝殻微細構造の形質を探索するために、以下の3項目の研究を行った。(1)二枚貝綱原鰓亜綱Protobranchiaにおける貝殻微細構造の比較:原鰓綱はクルミガイ上科Nuculoidea、ロウバイ上科Nuculanoidea、キビガラガイ上科Nucinelloidea、キヌタレガイ上科Solemyioideaの4上科からなる。分子系統解析によりそれらの系統関係を推定した上で、貝殻微細構造を観察し、結晶方位を測定した。それぞれの上科が固有の組み合わせの微細構造を持っており、分子系統から導かれる単系統群を特徴づける形質が確認された。ただし、化石種には現生種には無い微細構造の組み合わせを持つものがあり、今後比較検討が必要である。原鰓類に見られる真珠層は古生代に獲得された原始的な形質であり、真珠層の欠失は二次的に進化した形質であると考えられる。(2)アラゴナイト双晶の密度の比較:様々な軟体動物の貝殻のアラゴナイトの{110}双晶の密度をXRDを用いて決定し、比較した。その結果、双晶の密度は貝殻の微細構造によって大きくことなっていることが明らかになった。真珠層は腹足綱、二枚貝綱ともに双晶の密度が低い。一方、交差板構造では、双晶の密度はグループによって異なっている。TEM観察の結果から軟体動物の双晶には2つのタイプが存在することが明らかになった。(3)カサガイ類Patellogastropodaの現生種は属ごとに異なる貝殻微細構造の組み合わせを持っている。更新世、鮮新世の化石標本を用いて貝殻微細構造が化石カサガイ類の同定に有効であることを検証した。軟体動物の様々な貝殻を用い、貝殻微細構造のミクロな形質を抽出するための実験的研究を行った。サンプルの処理は、樹脂包埋による切断、破断、エッチング、アルカリ処理等を目的の部位により組み合わせて使用した。データ取得の方法は、SEM、顕微ラマン分光法、TEM、EBSDを主に使用した。次に貝殻微細構造の組み合わせをいくつかの代表的なグループで比較検討した。腹足綱のカサガイ類では、おおむね属レベルで特異的な微細構造の組み合わせを持っていることが確かめられた。微細構造の同定にあたっては、アラゴナイトとカルサイトの区別が重要であり、特に稜柱構造の様々なタイプを定義し識別する際にこの情報が必須であることを確認した。二枚貝類では原鰓類の微細構造を比較し、キヌタレガイ科では微細構造の組み合わせが従来の分類体系と整合ではないこと、従来二枚貝では知られていなかった新しい構造である網目状構造を持つことを報告した。腹足綱異鰓類の様々な種を比較した結果、貝殻の形状、厚さ、大きさが異なる分類群間でも微細構造には大きな差が無いことが明らかになった。主に交差板構造からなり、殻表面にわずかに均質構造が分布している。この点は多くの新生腹足類と共通であり、後生腹足類Apogastropoda全体にあてはまる特徴である。二枚貝類では原鰓亜綱に注目し、貝殻微細構造の分布を明らかにするとともに、系統的評価を通じて新規形質の探索を行った。系統関係は、ミトコンドリア遺伝子(COI, 16S)と核遺伝子(H3, 18S, 28S rDNA)の計5領域の塩基配列を用いた分子系統解析により推定した。その結果、4つある原鰓亜綱の上科(Solemyioida, Manzanelloidea, Nuculoidea, Nuculanoidea)の単系統性は、高いブートストラップ値で支持された。貝殻微細構造の走査型電子顕微鏡(SEM)による観察結果と系統樹と対比した結果、貝殻微細構造は上科ごとにはっきりと異なる傾向を示した。Nuculoideaは全ての種の殻の内層にシート状真珠構造があり、Solemyioideaは外層に特異な稜柱構造を持つ。また、ManzanelloideaとNuculanoideaは均質構造を有することで特徴づけられた。そしてこのような貝殻微細構造組み合わせに基づいたグルーピングと分子系統樹の結果は整合的であった。結晶方位解析からは、SEMレベルの観察では同一の構造に見えるが結晶方位が異なる微細構造があることが明らかになった。分類学目標とする分類群の数、および観察した形質数から判断して、おおむね当初の計画どおりに進展している。新しい研究手法を実験的に取り入れつつ、データの取得も平行して進めており、一部の成果は論文として公表した。今後は新しい研究手法の開発を試みつつ、データ数を増やすことが重要である。今年度は、サンプルの処理法の開発を目的として実験的研究を行うとともに、サンプルの種数を増やして、より網羅的な研究を行う。
日本型エコツーリズムに関する研究:京都府美山町の事例研究を通して

この研究は、日本の風土・文化に適した「日本型エコツーリズム」の在り方について検討し、エコツーリズムによる地域発展と環境保全の両立を探求することを目的として、観光と環境に関する文献調査とともに事例研究として京都府北桑田郡美山町で長期実地調査を行っている。本年度は、実地調査に関しては、美山町に7月から9月に約70日間、12月から1月に約10日間それぞれ出張し、美山町立自然文化村の諸事業、在住者によるエコツアー、森林学校、木工教室、コンサート等、美山町の観光に関連する事業やイベント等に参加して参与観察を行った。加えて、美山町の生業や地域振興の経緯等を把握するため、農業や祭事、集落の会合にも参加し、また、観光振興に関わった町内の複数の住民や団体、さらには町内でツアーを実施している関西圏の旅行業者へのインタビューも実施した。また、観光客の意識を調査するため、美山町内でアンケートを利用した聞き込み調査を実施するとともに、美山町立自然文化村が企画するハイキングへの参加者を対象に郵送によるアンケート調査も行った。文献研究に関しては、所属大学院を中心にエコツーリズム、環境主義、景観の創造等に関する文献・資料を収集して研究し、また、美山町に滞在している間は美山町に関する文献・資料の収集を行った。なお、これらの調査・研究の成果については、論文発表をすべく調査結果の分析と執筆を開始しており、本年度においては国内および香港の学会での口頭発表も実施した。
モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教育の有効性に関する実証的研究

本研究の目的は,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発し,その教育的有効性を実際の授業で明らかにすることである.研究期間内において,インターネットとハンドヘルド・テクノロジーを活用したモバイル学習環境を構築した.授業の内容は,遠隔地にいる2つのクラスの生徒が,協調学習を通して,歩く動作とグラフの関係を探究することである.授業を評価した結果,研究目的が達成できたことが明らかになった.本研究の目的は,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発し,その教育的有効性を実際の授業で明らかにすることである.本研究で開発するモバイル学習環境は,携帯情報端末としてコンパクトサイズのモバイルPC(personal Computer)やPDA(Personal Digttal Assistant),さらに,携帯情報端末に接続するデータ収集機としてLab Proと各種センサーで構成されている.これにより,データ収集機を活用した実験・観察中に,インターネットを介して収集したデータと画像等を送信・蓄積可能となり,しかも,実験中に情報検索・収集による調べ学習,さらに,遠隔地にいる生徒との協調学習も可能となる.研究目的を達成するために,以下の3つの項目を相互に関連させながら研究を行う.(1)インターネットを活用することにより,実験・観察中に収集したデータと画像等を送信・蓄積,実験中に情報検索・収集による調べ学習,さらに,遠隔地にいる生徒との協調学習を可能とするモバイル学習環境を構築する.(2)モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発する.(3)開発した教材を研究授業で実践し,その有効性を明らかにする.本研究の目的は,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発し,その教育的有効性を実際の授業で明らかにすることである.研究期間内において,インターネットとハンドヘルド・テクノロジーを活用したモバイル学習環境を構築した.授業の内容は,遠隔地にいる2つのクラスの生徒が,協調学習を通して,歩く動作とグラフの関係を探究することである.授業を評価した結果,研究目的が達成できたことが明らかになった.本研究の目的は,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発し,その教育的有効性を実際の授業で明らかにすることである.本研究で開発するモバイル学習環境は,携帯情報端末としてPDA,さらに,PDAに接続するデータ収集機としてLabProと各種センサー(申請設備3台)で構成されている.これにより,データ収集機を活用した実験・観察中に,インターネットを介して収集したデータと画像等を送信・蓄積可能となり,しかも,実験中に情報検索・収集による調べ学習,さらに,遠隔地にいる生徒との協調学習も可能となる.平成18年度の研究では,「だれでもがどこでも必要な時に使える学習支援ツール」を備えたモバイル学習環境を開発用PC(申請設備1台)で構築した.本システムでは,実験中に何時でも何処でも使える特徴があるため,生徒が必要に応じてこれらの多機能を簡易に操作できるユーザー・インターフェースのシステム構築が今後の課題となった.さらに,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材の開発に関しては,申請者らがこれまで開発したハンドヘルド・テクノロジーを活用した数学と物理との総合学習の教材をモバイル学習環境の特徴を活かすように改良を行ったが,モバイル学習環境の特徴を活かした新しい教材開発は今後の課題となった.最後に,モバイル学習環境を用いた授業の評価方法についての研究に関しては,上記のシステム開発と教材改良に時間がかかったため,今年度は研究できなかったので平成19年度の課題となった.本研究の目的は,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発し,その教育的有効性を実際の授業で明らかにすることである.本研究で開発するモバイル学習環境は,携帯情報端末としてPDA,さらに,PDAに接続するデータ収集機としてLabProと各種センサー(申請設備3台)で構成されている.これにより,データ収集機を活用した実験・観察中に,インターネットを介して収集したデータと画像等を送信・蓄積可能となり,しかも,実験中に情報検索・収集による調べ学習,さらに,遠隔地にいる生徒との協調学習も可能となる.平成19年度は,ハンドヘルド・テクノロジーを活用した数学と物理との総合学習の教材を実践レベルまでに改良した.具体的な授業内容は,距離センサの前を生徒が歩いて時間と距離を表すS-Tグラフを作成する実験・観察型の探究活動を,遠隔地の2校で同時に行う実践である.まず,最初に両校の生徒は,与えられたS-Tグラフを描くように距離センサの前を歩くことを求められ,実験と観察を繰り返しながらS-Tグラフを作成する方法を習得する.次に,相手校に課題として与えるS-Tグラフを生徒自身が独自に作成する活動を行い,インターネットを通じでそのグラフを送信する.最後に,相手校から送られてきたS-Tグラフを描くためにセンサの前を歩く活動である.この授業により,数学で学習する座標平面や関数グラフの概念,さらに,物理で学習するS-Tグラフの深い理解が得られるものと考える.この教材の有効性は,平成20年度の研究授業で実証する予定である.本研究の目的は,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発し,その教育的有効性を実際の授業で明らかにすることである.本研究で開発するモバイル学習環境は,携帯情報端末としてPDA,さらに,PDAに接続するデータ収集機としてLabProと各種センサー(申請設備3台)で構成されている.これにより,データ収集機を活用した実験・観察中に,インターネットを介して収集したデータと画像等を送信・蓄積可能となり,しかも,実験中に情報検索・収集による調べ学習,さらに,遠隔地にいる生徒との協調学習も可能となる.