hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
世界遺産白神山地ブナ原生林における遺伝的構成とその保持に関する研究

本年度の研究では、白神山地ブナ集団内の遺伝的変異を詳細に識別できるような新たな特徴を持つDNAマーカーの開発を行い、またこれと平行して世界遺産緩衝地域に位置する高倉森に於ける毎木調査を開始した。個体間の遺伝的変異を検出するため、18S-5.8S-26SのrRNA転写ユニット間に存在するIGS(Intergenic Spacer)領域のゲノム構造を調査したところ、約10kbと約2kbの2種類のタイプがあり、そのサブリピート構造には極めて多様な変異が蓄積していることが明らかになった。これらの変異を利用したDNAマーカーの開発を試みるため、IGS領域をPCRにより増幅した結果、上記のIGS以外に個体特異的な短いIGS(sIGS)が検出された。これらのsIGSの中には近接する複数個体から検出されたものもあり、近縁関係の識別に有効な新奇のDNAマーカーとなり得ることが示唆された。高倉森における毎木調査地は山頂の北側約200mの尾根道沿い、標高約800mの場所に設定した。約5,100m^2の面積に生育する139本のブナの成木(胸高直径10cm以上)を全て位置決定し、胸高直径を測定した。これらのうち植物材料(側枝)の採取出来たものが73個体であり、62個体からのDNAサンプルが得られている。得られたサンプル全てについて3種類のSSRマーカー(mfc2,mfc5,mybGA30)を調べ、集団内の遺伝的構成を調査した。その結果、これらのSSRマーカーを指標とした遺伝的多様度や遺伝的構造には他地方からの報告と比較して大きな変異は認められなかった。白神山地のブナ林は、ほぼ全ての個体が遺伝的に異なるという極めて高い多様性を持つ。このような遺伝的多様性が原生的な森林においてどのようにして維持されているのかを明らかにするため、世界遺産緩衝地域の周辺部に位置する高倉森に約1ヘクタールの毎木調査プロットを設定し、ブナ集団の遺伝子分析を行い、成木と幼木の類縁関係を調査した。これまでに、約0.9haの面積に生育する190本のブナの成木(胸高直径10cm以上)と63本の幼木(同10cm以下、かつ樹高30cm以上)を全て位置決定し、胸高幹周りを測定した。調査地の北側のブナ林(北集団)は幹密度が380本・hr-、胸高断面積が49.7m^2・hr-であった。また林床はチシマザサに深く覆われており、幼木が全く生育していなかった。一方、調査地の南側のブナ林(南集団)は幹密度が129本・hr-、胸高断面積が42.6m^2・hr-であった。63本の幼木は全て南側に集中しており、所々で十数個体の小集団を成していた。調査木のうち、サンプリングが出来なかった個体を除く116個体の成木及び53個体の幼木について5種類のSSRマーカーを解析した。その結果から成木と幼木の間の親子関係を調べたところ、両親の存在が推定された幼木が1個体、片親の存在が推定された幼木が13個体特定された。しかしながら残りの幼木39個体については全く親の存在が見あたらなかった。これは世代交代における遺伝子の交換がかなり広範囲に及んでいることを示唆するものである。また、幼木集団と成木の南集団、北集団との遺伝的距離を推定したところ、幼木はわずかながら北集団よりも南集団に近いことから、世代を経て集団間の遺伝的分化が徐々に進行している可能性が示唆された。広範囲に及ぶ遺伝子交換とそれによる多様性の維持には受精の自家不和合性や結実年の不連続性などが深く関係するものと思われる。
機能的MRIを用いた精神分裂病者の認知・運動・学習機能障害に関する研究

服薬中の統合失調症の患者9名と健常対照者10名に対してfMRIを施行した。患者では,練習前におけるシークエンス達成回数が少なく,両側運動前野のBOLD反応が健常者に比べて低かった。また,練習による達成回数の増加率は健常者と同程度であったが,対側運動前野のBOLD反応は,健常者では練習後に減少するのに対して,患者では増加していた。我々の研究成果は,1)統合失調症の患者では運動機能が障害されており,運動前野の機能低下がこれに関与している,2)運動学習自体は大きく障害されていないが,脳機能という視点から見ると,学習の能率が悪いことを示唆している。さらに,研究対象を新たに募って同様の方法でfMRIの撮影条件のみを変えて行い,SPMを用いて処理した研究においても同様の知見が再現された。統合失調症患者の神経心理学的検査(Conceptual Reasoning Task)を施行時における,健常者との賦活パターンの違いおよび服薬している薬物の違いが認知機能に与える影響について検討した。被験者は健常者28名と患者15名である。患者では課題の正答率が健常者に比べて低い傾向がみられた。また,賦活領域のパターンは両群において似ていたが,賦活領域は減少しており,特に左側の前頭前野における賦活領域の減少が顕著であった。さらに,頭頂葉と側頭葉後部においても減少していた。患者群を非定型抗精神病薬服薬群(10名)と定型抗精神病薬服薬群(5名)の二群に分けて検討したところ,前者では前頭前野と頭頂葉における賦活が見られたのに対して,後者においては検出感度を下げても賦活がみられなかった。さらに,非定型抗精神病薬服薬群をリスペリドン服薬群(5名)とオランザピン服薬群(5名)の二群に分けて検討したところ,前者では患者群全体と似た領域に賦活がみられたのに対して,後者では検出感度を下げても賦活がみられなかった。以上のことから,統合失調症における認知機能障害は脳機能の障害と関連して出現すること,そして,これが服薬している薬物の種類によって影響を受けることが証明された。薬物療法を行うに当たってはこのような知見を踏まえて合理的な薬剤選択を行う必要があることが示唆された。精神分裂病者における手指巧緻運動の習熟過程の障害に関する研究においては,分裂病者の達成運動課題は一週間の練習前、後ともに健常者に比べて低いが、達成運動課題の改善率は両者で差がないことがわかった。また、健常者では習熟過程によって運動前野の賦活の程度が有意に減少するが,精神分裂病者では反対に上昇することを報告した(Psychological Medicine,in press)。この結果に基づき,SPM96を用いて同様の研究を健常者において行ったところ、運動野、運動前野、補足運動野、基底核、小脳など、すべての領域で賦活の程度が低下することがわかった。特に、補足運動野、対側運動野、対側小脳においてはほとんど賦活がみられなくなった。

精神分裂病者における手指巧繊運動の習熟過程の障害に関する研究においては,分裂病者の達成運動課題は一週間の練習前、後ともに健常者に比べて低いが、達成運動課題の改善率は両者で差がないことがわかった。また、健常者では習熟過程によって運動前野の賦活の程度が有意に減少するが,精神分裂病者では反対に上昇することを報告した。この結果に基づき,SPM96を用いて同様の研究を行ったところ健常者においては運動野、運動前野、補足運動野、基底核、小脳など、すべての領域で賦活の程度が低下することがわかった。特に、補足運動野、対側運動野、対側小脳においてはほとんど賦活がみられなくなった。これに対して、分裂病者では特に運動前野や補足運動野の賦活領域が拡大する傾向があった。また、神経心理検査(Conceptual Reasoning Task)による賦活パターンの違いに関する研究では、functional MRIを施行した被験者は現在健常者54名以上,患者15名である。健常者における統計処理の結果では女性は男性に比べて少ない賦活領域で課題を処理できること(正答率には差がない)が判明した。また,精神分裂病者では課題の正答率は健常者に比べて若干低い程度であるにもかかわらず、賦活領域の減少、特にワーキングメモリーに関与する前頭前野および頭頂葉における賦活領域の減少が目立っていた。統合失調症患者の神経心理学的検査(Conceptual Reasoning Task)を施行時における,健常者との賦活パターンの違いに関する研究をfunctional MRIを用いて行った。被験者は健常者28名(男性14名,女性14名),患者15名である。健常者では,両側の補足前運動野(BA8),前部帯状回(BA32),運動前野(BA6),頭頂葉(BA7,39),後頭葉(BA18,19),および左側の前頭前野(BA9,10,44,45,46),側頭葉(BA37)に賦活がみられた。また,両側の基底核,視床,中脳,橋,小脳にも賦活が認められた。女性は男性に比べて少ない賦活領域で課題を処理できること(正答率には差がない)が判明した。特に運動前野においてその差が顕著であった。したがって本研究では,患者群と健常対照群における性をマッチさせた。研究の結果,患者では課題の正答率が健常者に比べて低い傾向がみられた。また,賦活領域のパターンは両群において似ていたが,賦活領域は減少しており,特にワーキングメモリーに関与する左側の前頭前野における賦活領域の減少が顕著であった。さらに,頭頂葉と側頭葉後部(文字や言語情報の処理に関連)においても減少していた。患者群を非定型抗精神病薬服薬群(10名)と定型抗精神病薬服薬群(5名)の二群に分けて検討したところ,前者では前頭前野と頭頂葉における賦活が見られたのに対して,後者においては検出感度を下げても賦活がみられなかった。さらに,非定型抗精神病薬服薬群をリスペリドン服薬群(5名)とオランザピン服薬群(5名)の二群に分けて検討したところ,前者では課題正解率がコントロール群と同等であり,患者群全体と似た領域に賦活がみられたのに対して,後者では検出感度を下げても賦活がみられなかった。
精神疾患における認知機能とLグルタミン酸濃度の関連に関する疾患横断的検討

統合失調症、統合失調感情障害、双極性障害、うつ病の患者の血液を用いて中枢神経系における主要な興奮性の神経伝達物質であるグルタミン酸濃度を測定し、各疾患横断的にグルタミン酸がどのように疾患と関連しているかを検討する。
新しいシリサイド半導体の結晶成長とエネルギーデバイスヘの応用

本研究はシリサイド系半導体の総合的な研究であり、結晶成長、物性評価からデバイス応用への応用まで広い範囲をカバーしていている。資源豊富で安全である材料を用い、太陽電池や熱光電池,熱電発電素子など環境保全に寄与するデバイスの開発を行った。得られた結果を総合的にまとめ、ファミリーとしてみたシリサイド半導体の光電デバイス、熱電デバイスへの可能性について纏めた。この研究テーマの最終的目標である資源豊富で安全な材料による半導体発電素子の開発が、将来のエネルギーフローを変える事を期待する。多様なシリサイド半導体結晶の成長を行い、構造的、電気的性質を評価するとともに温度差発電素子を試作した。Mg_2Si/Si基板上に成長させたSr_2Si薄膜の構造を明らかにした。また単相成長させたCa_5Si_3,Sr_5Si_3粉末結晶の伝導現象を評価した。これらの結晶はp形である事が分かった。またSr_5Si_3結晶は擬ギャップ材料であるという計算結果も得られ熱電材料への応用も考えられる。バルクSi及びSiGe混晶をMg雰囲気中で熱処理する事により得られたMg_2Si_<1-x>Ge_x膜の構造を明らかにした。またバルクSi及びSiGe粉末をMg雰囲気中で熱処理する事によりMg_2Si_<1-x>Ge_x粉末を作製した、さらにMg_2Si粉末及びMg_2Ge粉末よりプラズマ焼結によりMg_2Si_<1-x>Ge_xバルク結晶を作製し、構造及び熱電特性を明らかにした。Mg_2Si粉末をCa雰囲気中で熱処理する事によりCa_2Si粉末を生成した。これらの焼結体をつくる事により熱電素子を作製した。また、溶融塩法により得られたb-FeSi_2を用いてb-FeSi_2/Mg_2Si熱電発電素子及びb-FeSi_2/FeSi熱電発電素子の構造を改良し中温領域において使用可能な素子を試作した。多様なシリサイド半導体結晶の成長を行い,構造的,電気的,熱電的性質を評価した。溶融塩法による大型β-FeSi_2基板の作製プロセスを開発し,概ね1cmx1cmに近い角形β-FeSi_2基板を作製した。このプロセスでは基本的に容器の大きさにより成長する結晶の大きさが制限されるため,成長に用いる容器をさら大型化する事によりさらに大型基板を作製する事が可能である。またこの半導体基板はp形であり低温でのキャリア密度は10^<16>/CM^3程度であった。今後ドーピングによる伝導性制御が期待でき多結晶ではあるが今後の半導体テクノロジーの発展に大いに寄与できるものと思われる。さらにこの溶融塩法で作製したβ-FeSi_2結晶の構造を詳細に調べβ-FeSi_2ドメインの構造と分布,結晶方位,欠陥の種類と分布を明らかにした。単相Ca_2Si結晶粉末をMg_2Si粉末をCa雰囲気中にて熱処理する事により作製し,電気特性,熱電特性を評価した。500K付近で250μV/Kのゼーベック係数を有するが,電気抵抗が500mΩcm以上と高く,低抵抗化が今後の課題である。この高抵抗の原因は作製時の試料の酸化が原因であり,酸素フリーの成長条件にてCa_2Si結晶粉末を作製する必要がある。単相のCa_5Si_3,Sr_5Si_3粉末結晶を作製し,電気特性,熱電特性を評価した。これらの結晶はp形であり,Ca_5Si_3は室温付近で10m0hm-cmと比較的小さな抵抗値を示したが,ゼーベック係数は数十μV/Kと小さかった。さらにメカニカルアロイング法によりCaシリサイド粉末を作製し,電気的熱電特性を評価した。600K付近で150μV/Kのゼーベック係数を有するが,電気抵抗が100mΩcm程度の値を示した。さらに高温プレス、アニールにより低抵抗化が期待できる事から,Caシリサイドは中温領域において有望な材料であると期待できる。資源豊富で安全である材料を用い、太陽電池や熱光電池,熱電発電素子など環境保全に寄与するデバイスの開発を行う。またこれらデバイス開発にはエネルギー消費が少なく環境負荷の小さいプロセスにより行う。そのひとつのアプローチとして新しい半導体材料として「シリサイド半導体」ファミリーの開発が重要であった。MnCl2を用いてマンガンシリサイド層をSi(111)上に成長させた。500口の熱処理温度がMnxSiy(y/x2)を成長させるために最も適切な成長条件を与えた。同温度においてエピタキシャル層は連続となりSi(111)基板表面を覆った。この結果は簡便な成長方法によりSi基板上に広範囲にMnxSiy(y/x2)層を成長できる事を示し、光熱電池の開発に有用である事が示された。Ca-Ge化合物及び、Ca-Si化合物結晶をメカニカルアロイング法により作製した。

生成した粉末はCa2Si, Ca5Si3相とともに新たなキュービック相を含んでいた。Ca及びGeを用いて生成した粉末はキュービック相のみが生成した。これらの粉末から焼結したCaをベースとした化合物のペレットはp型を示し、Mg2Siの対になる熱電材料として期待できる。比較的大きなバンドギャップを持つ新しいシリサイド半導体材料として注目されているナトリウムシリサイド成長させSi基板上へのNa-Si系化合物生成の可能性について調べた。SiをNaとともに熱処理する事によりNa-Si化合物を作製した。容易にNa8Si46相の生成が確認できた事から、成長条件を最適化または作製プロセスを改善する事により半導体相の生成が期待できる。
しなやかな構造変化を機能の鍵とするπ造形

本研究では、前回参画した公募研究で得た知見を基に、構造的・電子的な「揺らぎ」がintrinsic、dynamic-π機能の鍵となる典型元素含有π電子共役分子を設計・創製することを目的とした。さらに、領域内・外の研究チームとの積極的な共同研究を通じて、外部刺激に応答して電子受容性や発光色をダイナミックに変化できるelastic- π機能の実現を目指した。今年度は、前年度に引き続き、代表者がこれまでに独自に開発してきた特異な構造を有する電子アクセプターを活用して、アルブレヒト健(A01班)および山本洋平(A02班)らと共同して開発したデンドリマー型ドナー・アクセプター・ドナー型分子の外部刺激に対する光物性挙動を調査した。その結果、湿度に応じて発色ならびに発光色が大きく変化することを見出した。また、IRやラマン分光測定から、これらがデンドリマー構造の変化に応じて引き起こされていることを示唆する結果を得た。また、以前開発した立体配座変化に応じて多色発光性メカノクロミズムを示す分子の固体状態における光物理過程をポーランドの国際共同研究で明らかにした。時間分解測定の結果、ドナーのアクセプターに対する配座に応じて熱活性化遅延蛍光、室温リン光、その両方、が入れ替わることを見出した。これを応用することで、ホスト材料に分散させた薄膜を調整する際に用いる溶媒の種類によって、配座の分布が変化し、発光挙動が著しく変化することを見出した。さらに、この知見を用いて、塗布プロセスをわずかに変えるだけで、有機ELデバイスの発光色を変調させることにも成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、前回参画した公募研究で得た知見を基に、構造的・電子的な「揺らぎ」がintrinsic、dynamic-π機能の鍵となる典型元素含有π電子共役分子を設計・創成する。さらに、領域内・外の研究チームとの積極的な共同研究を通じて、外部刺激に応答して電子受容性や発光色をダイナミックに変化できるelastic-π機能の実現を目指している。今年度は、代表者がこれまでに独自に開発してきた特異な構造を有する電子アクセプターを活用して、アルブレヒト健(A01班)および山本洋平(A02班)らと新規なドナー・アクセプター・ドナー型のデンドリマーを開発し、物性の調査を行った。球体、ファイバー状の異なる集合状態において外部刺激に対する発光特性変化が著しく異なることを見出した。山本洋平(A02班)らとの共同研究により、ジケトホスファニルポリマーの球体化に成功し、これらが「ささやきの回廊発光」を示すこと、ならびに近赤外発光を示すことを明らかに、共著論文として発表した。また、新規なねじれ型D-A-D型π共役分子を設計、創成し、これらの発光クロミズム特性を明らかにした。「こする、加熱する」などの外部刺激に応じて発光特性が変化することが明らかとなり、これまでに代表が提唱してきた立体配座による発光特性制御に対する分子設計の一般性を示すことができた。また、酸や塩基蒸気に晒すことで可逆的に可視領域と近赤外領域での発光をスイッチングできることも見出した。また、ホスト材料を適宜選択することで、室温で遅延蛍光と室温リン光の両方が観測されることが新たにわかった。現在、デバイス材料への応用をイギリス、ポーランドとの国際共同研究で検討している。当初予定していた通り、デンドリマーの発光特性について詳細に調査が進んでいる。ジケトホスファニル化合物の圧力に対するダイナミックな応答性については、実験系の組み立てに少し手間取っているが、議論は進んでいる。また、ねじれ型D-A-D分子のメカノクロミズム特性については、おおよその分子設計が確立しつつあり、今後も研究が順調に進むことが予想される。今年度は、前年度までに得られた知見を基に、ねじれ型D-A-D分子の有機EL材料への展開やジケトホスファニル分子の高分子化など、大きく展開を目指す。
膵内分泌細胞における開口放出の制御機構

生体の糖代謝に重要なホルモンにインスリンが挙げられる。インスリンの分泌にかかわる分子の機能や動態を明らかにするために、蛋白の蛍光標識と2光子励起画像法を応用して解析した。分泌細胞株であるINS-1に光活性型GFP(PA-GFP)標識SNAP25の遺伝子を導入し、細胞膜の一部で光活性化を行った結果、SNAP25の拡散が観察された。さらに拡散の様式には二種類有ることを見出した。本実験をより生理的な初代培養細胞で行うために、発現ウィルスベクターの作製に取り組み、成功した。また、SNAP25の拡散はSyntaxinの密度勾配に左右される可能性を考え、蛍光標識ベクターの作製を行った。さらにSyntaxinの拡散については光褪色後蛍光回復法を用いて検討した。膵ベータ細胞にはインスリン顆粒の他、シナプス小胞様顆粒も存在する。SNAP25の分子内FRETプローブ(SLIM)を利用しても、シナプス小胞様顆粒の開口放出に伴うシグナルは現在まで検出できていない。以前行った解析によると、シナプス小胞様顆粒のケイジドカルシウム刺激による分泌は同期し、かつ、その数はインスリン顆粒よりも多いため(Hatakeyama H.et al.J Physiol. 582, 1087, 2007)、SNAP25以外のSNARE蛋白質が、膵β細胞のシナプス小胞様顆粒の膜融合を担っている可能性がある。SNAP25の類似体であるSNAP23は組織免疫染色により、膵ベータ細胞に発現していることが確認されており、本分子の関与が示唆される。そこで、SNAP23に二種類のGFP変異体蛍光分子を融合させたFRETプローブを構築した。INS-1細胞に導入し、分泌刺激に伴う変化を解析した。また、SNAREの複合化に深くかかわるMunc18の変異体蛋白を膵島に過剰発現させ、分泌量の変化を2光子励起顕微鏡で定量化した。Munc18はsyntaxin1の閉鎖体(closed type)に結合し、SNAP25とsyntaxin 1の二量体化を調節するシャペロン蛋白として機能する可能性が示唆されている(Verhage M, TINS30, 2007)。カナダのトロント大学ガイサノ博士からの私信によると、Munc18の変異体(MuncKR)はsyntaxin 1の開放体(open type)に選択的に結合する。その過剰発現細胞を電子顕微鏡で検討した結果、開口放出の頻度増強と、分泌様式の変化する可能性が提示された。そこで、我々の研究室では、Munc18変異体やMunc18の過剰発現系による分泌頻度と開口放出様式の変化を、現在最も確実性が高いと考えられる2光子励起画像法を用いて実時間解析した。マウス膵島にMunc18と変異体をアデノベクターで過剰発現させて、水溶性色素液Alexa594で還流しながら分泌刺激を与え、点状蛍光の出現頻度や形態・分布を観察した。その結果、通常の膵島では強く抑制されている複合型開口放出が有意に細胞深部にまで増強する事が判明した(論文準備中)。また、光活性型GFP(PA-GFP)標識SNAP25の光活性化を行い、SNAP25の拡散動態には二種類有ることが判明した。また、さまざまな蛍光標識syntaxin 1Aの発現ベクターを作成し、今後SNAP25の動態とSyntaxin発現量の同時解析を試みる準備が整った段階にある。
共感的思考と論理的思考の統合に着目した協同課題解決型議論のための訓練手法の開発

本研究は,協同課題解決型議論スキルの育成を最終ゴールとした.協同課題解決型議論とは,立場の異なる人々との対話・交渉をとおして課題解決の「落としどころ」を模索しつつ,解決策を協同的に練り上げてゆくような議論であり,共感的思考と論理的思考の両立によって成り立つ.このような議論スキルを育成するための手法として,本研究では,議論の過程を歴史年表の形で表現して振り返るDHGという概念を提案し,評価した.また,DHGを使った実践を支援するためのタブレット端末による支援ツールを開発した.本研究は,協同課題解決型議論スキルの育成を最終ゴールとした.協同課題解決型議論とは,立場の異なる人々との対話・交渉をとおして課題解決の「落としどころ」を模索しつつ,解決策を協同的に練り上げてゆくような議論であり,共感的思考と論理的思考の両立によって成り立つ.このような議論スキルを育成するための手法として,本研究では,議論の過程を歴史年表の形で表現して振り返るDHGという概念を提案し,評価した.また,DHGを使った実践を支援するためのタブレット端末による支援ツールを開発した.本研究は、立場の異なる人々との対話・交渉をとおして解決策を協同的に練り上げてゆくような議論スキル、すなわち、協同課題解決型議論スキルの育成を最終ゴールとする。そのために、議論終結後に自分達の議論を可視化し振り返る訓練技法と支援システムを開発することを目指す。本年度は、議論の流れを「論理面」「感情面」の2側面から振り返るための年表方式の可視化手法を提案するとともに、上記訓練手法の実施を支援する学習システムの基本的な概念設計をおこなった。具体的には、先行研究の調査および、大学生を対象とした実験をとおた議論プロセスの分析調査をおこなった。その結果より、協同課題解決型議論の訓練手法であるDiscussion Historiogramを用いた振り返り技法を提案した。Discussion Historiogramとは、自分達がおこなった議論の歴史的流れを整理するとともに、その流れの中に発生した感情的な反応を表現するものである。Discussion Historiogramを作成する中で、議論の過程で捨てられた意見や、隠蔽された感情を再度意識化することが可能である。今年度は、この手法を紙ベースで大学生に適応し、その効果を確認するとともに、実施上の問題点等の洗い出しをおこなった。これらの結果をうけて、Discussion Historiogramの作成を支援するためのICTツールの概念設計をおこなった.本システムは、リアルタイムの議論の中からトピックとそれにたいする感情的反応をとりだし記録する「議論プロセス記録支援部」と、記録した情報を用いてHistoriogramを作成することを支援する「Historiogram構成支援部」からなる。前者には、音声認識技術を利用して発言者の流れをスレート端末上に表示し、その発言者の発言内容に対するコメントをリアルタイムで書き込めるような機能を持つ。後者は、集約したコメントをKJ法のように操作する機能を持つ。平成25年度は,協同課題解決型議論の訓練手法であるDiscussion Historiogram(DHG)を用いた振り返りを支援するシステムの開発,及び評価と普及のための現場実践をおこなった。また、議論振り返りを確実におこなうためのカリキュラムのための基本的な考え方として集散型活動を考案し、この活動と支援システムを組み合わせた学習モデルを提案した。<支援システムの開発と改良>振り返り支援システムの改良と機能追加をおこなった。4枚の端末を2×2の布置で合体させるだけでなく、1×nを始め、n×mの形態を可能とするようにシステムを拡張した。また、端末合体時に、各端末用の付箋をタイムラインにしたがって並べる機能や、主観的評価を入力するスタンプ機能等を実装した。また、実践評価をとおして、実践上の課題を回避する手法(例えば、システムの安定化やネットワーク混雑時の対処方法)を考案し、システムに実装するとともに、システム運用上のガイドラインを整備した。<学習カリキュラムの立案>大学生を対象とした評価をとおして、DHGを用いた振り返りをおこなうためには、議論学習の仕方に適切な構造が必要であることが明らかになった。そのために、集散型学習という考え方をカリキュラムに取り入れた。集散型学習とは個人的な振り返りを議論の間に挟む議論学習の形態で、集団で議論した時には言えなかった意見や、隠されてしまった問題点等に気づくことが可能となる。集散型活動とDHGを組み合わせたカリキュラムによって、論理面と感情面の両面からの議論振り返りが促進されると期待できる。<現場における実践検証>議論振り返り支援システムを利用した実践を、松坂市立三雲中学校、世田谷区立砧南小学校、新潟大学附属新潟小学校をフィールドとしておこなった。実践をとおして明らかになった問題点をもとに、システムとカリキュラムの改良をおこなった。前年度は、協同課題解決型議論の訓練手法であるDiscussion Historiogramを用いた振り返り技法を提案した。当該年度は、この手法に基づき、以下の活動をおこなった。1.手法の評価・改善:大学生を対象にDiscussion Historiogramを利用した議論振り返り実践を実施。実践場面の分析をとおして、本手法の検証をおこなった。検証は、茨城大学の学生を対象者として実施した。その結果より、手法の複雑さを改善するとともに学習活動全体のバランス等について見直した。また、本手法の効果を実践場面の分析により検討した。

感情的コメントを起点とする振り返りが、議論における検討材料を増やし多方面からの検討を促進することが明らかとなった。2.訓練支援システムの設計、開発:Discussion Historiogramを利用した振り返り実践を支援するシステムを開発した.支援システムは,議論参加者がタブレット端末上の付箋に議論内容と個人的・感情的な所感をリアルタイムに記入していけるようになっている。振り返り時には、複数の端末を格子状に結合し、1枚の画面のように扱うことが可能となる。このシステムの性能評価を茨城大学の学生を被験者として実施し、システムが仕様どおりに稼働することを確認した。また、本システムにより、Discussion Historiogramによる議論振り返り活動が支援できることを確認した。当初計画では、今年度中に支援システムの試作に入ることになっていたが、現時点で、概念設計が終わった段階である。これは、フィールド調査の基づく議論訓練手法の立案に時間がとられたためである。年度末には開発体制の立ち上げまでが済んでおり、若干の遅延はあるがほぼ順調と考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。協同課題解決型議論の訓練手法とシステム開発が本研究のゴールである。現時点で、訓練手法としてDiscussion Historiogramを使った振り返り活動を提案し、手法の改善と評価が進行している。手法の効果検証は、小規模な実験によるものにとどまっており、さらなる検証を要するが、後述するシステムの利用実践を通してなされると期待できる。提案した訓練手法の実施を支援するためのコンピュータシステムの開発については、プロトタイプの開発が終了している。このシステムは現時点で、大学の少人数授業で利用可能なレベルで安定稼働している。今後、小中学校の教室における実践を予定している。これらの実践をとおしてシステム改善と、システムを使った学習カリキュラムの提案が可能となると期待できる。以上より、研究は順調に進展していると判断する。今年度は、支援システムの開発にとりかかる。それと同時に、提案した訓練手法の効果検証も併せておこなう。今年度末には、システムの試作を完了させた上で、一次的な評価までをおこなう。来年度、教育現場での利用をとおした本格的評価、および、教育現場で本手法を実施するためのサポートツール(マニュアル、ワークシート等)を作成する。本年度は、訓練支援システムを完成させる。現段階では、4枚の端末を2×2の布陣に統合し、相互に画面上の付箋紙を移動できるようになっている。今年度は、このシステムに、端末の統合(接続)布陣に柔軟性をあたえ、1×nを始め、n×mの形態を可能とする。
産業構造の高度化にともなう大都市地域の変化に関する地理学的研究

・本研究は、産業構造の高度化にともなって先進諸国の大都市が地域的にどのように変容したかを明らかにする点にある。このうち、わが国の大都市における産業構造の動向と地域変化については、一定限度その目的を達成することができた。これに加えて、欧米諸都市のうち、イギリス、フランス、旧西ドイツ、イタリアにおける産業構造の変化と事業所の立地展開に関する研究についても、かなりの成果を挙げることができた。とくにイギリスの1980年になってからの立地動向については、これまでとは異なる事実を明らかにすることができた。フランスにおける事例についても、脱工業化にともなう事業所立地の地域的相違点を明らかにすることができた。・欧米における都市地域の発展、とりわけ事務所機能の立地過程を明らかにした。取り上げたのはイギリス、アメリカ合衆国、カナダであり、近年、大都市からこの種の機能が郊外や周辺に移動していることが明らかになった。これらの研究成果の一部は自著の中に取り入れられた。・先進諸国の大都市を中心に、脱工業化がどのように進展しているかを明らかにした。それによると、古い工業地域ほど脱工業化の進展度合いが大きいことが明確になった。しかしその一方で、サービス経済化によって脱工業化を補完することに成功した大都市も少なくない。サービス経済化により、大都市の地域景観は大きく変容することになった。・名古屋市における都市発展の過程において、区画整理事業をはじめとする半ば公的な都市基盤整備が重要な役割を果たしていることを明らかにした。こうした事実は現在の脱工業化に直接つながるものではないが、いつの時代においても、都市基盤整備が産業構造のあり方をかなり規定することは間違いないと考えられる。・わが国の大都市における産業構造の動向を把握するという当初の目的については,今年度は一定限度達成することができた。これに加えて,欧米諸都市のうち,カナダにおける事業所の立地展開,イギリスおよびフランスにおける事務所機能の立地展開に関する文献学的研究についても,かなりの程度の成果を挙げることができた。とくにイギリスの1980年になってからの立地動向については,これまでとは異なる事実を明らかにすることができた。フランスにおける事例についても,脱工業化にともなう事業所立地の地域的相違点を明らかにすることができた。・事務所機能の活動と密接な関係にある電話通話による地域間交流の実態を東海地方を中心に明らかにすることができた。結果は予想されたように,静岡県は関東,三重県の中勢以南は関西とそれぞれ密接なつながりをもっており,名古屋を中心とするこの地域は東西勢力の狭間にあることがあらためて確認された。・産業構造の高度化にともなって事業所立地が変化したことは,国や地域をあまり問わず一般的みとめられる。しかし,その具体的なプロセスは都市や地域によって違っていると予測される。統計資料の分析では事業所数の変化や立地パターンの変化は明らかになるが,その根底にある要因やメカニズムは十分には把握されない。来年度以降は個別のケーススタディを実施するか,あるいは第一次的資料を活用してその要因分析を行う必要がある。・先進諸国における脱工業化の実態を明らかにするという本年度の計画に関しては,かなりの成果を挙げることができた。すなわち,先進諸国の中でも脱工業化の程度が著しかったフランスを対象とした研究では,国内の北東部を中心に激しい脱工業化が進展したこと,それに対して工業化の歴史が浅い南部では程度が小さかったことを明らかにした。・フランスを含めた先進諸国における脱工業化と,それの進展結果の一つともいえるサービス経済化については,著書(平成3年3月末出版予定)としてまとめることができた。この著書の中では,脱工業化の要因,サービス経済化の実態,経済の国際化にともなう都市システムの変貌について検討を加え,論述した。・上記との関連で,国際的なサービス経済化の動きについては,この分野の代表的な研究者であるダニエルズの書評を行った。

・さらに,わが国における都市ネットワークや都市圏の現状と将来に関して,名古屋を中心とする東海地方を事例に研究を進めた。研究結果は論文としてまとめるとともに,口頭発表を行った。・名古屋の大都市としての地域変貌については,戦前から現代に至るまでの変化の中で重要な役割を果たした区画整理事業について研究を行い,口頭発表をすることができた。・先進諸国における企業サービス業の立地動向について研究した部分については,上述した著書とは別に論文としてまとめることができた。・本研究は,産業構造の高度化にともなって先進諸国の大都市が地域的にどのように変容したかを明らかにする点にある。このうち,わが国の大都市における産業構造の動向と地域変化については,一定限度その目的を達成することができた。これに加えて,欧米諸都市のうち,イギリス,フランス,旧西ドイツ,イタリアにおける産業構造の変化と事業所の立地展開に関する研究についても,かなりの成果を挙げることができた。とくにイギリスの1980年になってからの立地動向については,これまでとは異なる事実を明らかにすることができた。フランスにおける事例についても,脱工業化にともなう事業所立地の地域的相違点を明らかにすることができた。・欧米における都市地域の発展,とりわけ事務所機能の立地過程を明らかにした。取り上げたのはイギリス,アメリカ合衆国,カナダであり,近年,大都市からこの種の機能が郊外や周辺に移動していることが明らかになった。これらの研究成果の一部は自著の中に取り入れられた。・先進諸国の大都市を中心に,脱工業化がどのように進展しているかを明らかにした。それによると,古い工業地域ほど脱工業化の進展度合いが大きいことが明確になった。しかしその一方で,サービス経済化によって脱工業化を補完することに成功した大都市も少なくない。サービス経済化により,大都市の地域景観は大きく変容することになった。・名古屋市における都市発展の過程において,区画整理事業をはじめとする半ば公的な都市基盤整備が重要な役割を果たしていることを明らかにした。こうした事実は現在の脱工業化に直接つながるものではないが,いつの時代においても,都市基盤整備が産業構造のあり方をかなり規定することは間違いないと考えられる。・東京,ニューヨーク,ロンドンなどの大都市の世界都市化が金融の国際化にともなって生じたこと,また国際的な企業の出現や情報通信システムの発展がこれらに大きく影響していることを明らかにした。こうした研究の成果は自著に取り入れられた。
光化学エッチングで3次元構造を形成した酸化チタン・ポリアニリン膜による光蓄電池

光蓄電池は,一つのセルで光発電と蓄電の2つの機能を持つ,光で充電できる蓄電池である。この電極はFTO上のTiO_2多孔膜にFTO側から導電性高分子ポリアニリン(PANi)を電解重合したもので,電解質側のTiO_2層は発電層,下層のTiO_2-PANi複合層が蓄電層となる。それぞれの層厚を光電気化学エッチングや電着時間の制御等で変えて光蓄電性を評価した。その結果,蓄電層が厚くなるとTiO_2-PANi間の電子移動が遅くなり,光蓄電効率が落ちることがわかった。本研究課題は,1電極(光蓄電極)上の光電気化学反応で発電と同時に蓄電を実環する新しい電池デバイス(光蓄電池)の開発である.光蓄電極として光励起源である酸化チタン(TiO_2)と蓄電材料である導電性高分子ポジアニリン(PANi)の複合材料を用いている.本課題の着手以前に,光化学エッチングにより膜垂直方向にTiO_2層とTiO_2-PANi複合層を形成すると光蓄電量子効率が向上することがわかっていた.そこで平成21年度は「1.光化学エッチンク機構の解明」と「2.3次元構造の制御」を目標とした.その結果,1について,評価装置として購入予定の小型ラマン分光装置の性能試験を行ったが本課題の要求性能に達していなかった.更に,2について,研究の過程で光化学エッチングよりも精度よく簡単に3次元構造を形成できる方法として電着制御法を見いだした.これらの結果から,購入物品を小型ラマン分光装置からパルスレーザ装置に変更し,電着制御による3次元構造の制御を目的とした,その結果,充電光をソーラシミュレータとしたとき光蓄電量子効率0.4%,TiO_2吸収域のみでは7%を得た.また,電着制御により構造を制御した電極の電気化学的インピーダンスからTiO_2-PANi間の電荷移動の時定数が10^<-1>秒程度であり,これが光蓄電反応の律速であることを明らかにした.この結果より,TiO_2-PANi間の電荷移動の時定数を100倍程度短くできれば,電荷移動速度がTiO_2中の励起電子の寿命に匹敵するため更なる効率の向上が期待できる.よって,平成22年度はPANiのモノマーや電着液,電着電流等を変化させてTiO_2-PANi間の電荷移動の時定数を10^<-3>秒程度まで短くすることを目的として研究を進める.平成22年度の研究目的は,以下の3つである。H22目標1)パルスレーザ光を用いた光周波数応答測定を行い,TiO_2とPANi間の電荷移動の時定数を検証する。H22目標2)TiO_2の粒径とPANiの電着条件(温度,速度等)を変化させて電荷移動の時定数を測定し,時定数を短くする電極作製条件を見いだす。H22目標3)可視光応答TiO_2を用いた光蓄電池の諸特性を明らかにする。まず目標1と2に対して,チタニア(TiO_2)と導電性高分子ポリアニリン(PANi)からなる光蓄電極の速度論的な知見と更なる効率向上を目指し,発電層となるTiO_2のみが露出したTiO_2厚さと,蓄電層となるTiO_2-PANi複合層厚の最適化を行った。層厚制御は前年に確立したTiO_2多孔膜へのPANi電着制御にて行い,それぞれの層厚を変えたときの光蓄電量子効率の変化をAM1.5の模擬太陽光を用いて測定した。その結果,発電層厚3μm程度で発電量は飽和し,それ以上ではほぼ変化しなかった。更に発電層厚3μm以上として蓄電層厚を変化させると,蓄電層厚10μm以上では,模擬太陽光10分照射に対する光蓄電量子効率が0.8%で飽和した。これはTiO_2吸収域の量子効率に換算すると25%程度となる。これら結果より,更に蓄電層厚と光充電時間を延ばすことで,効率を向上できることが分かった。また,入射光子数および放電電子数とそれぞれの層厚の相関に加え,光周波数応答およびインピーダンス測定から,TiO_2-PANi電極の光蓄電反応の速度論的モデルを構築することができた。目標2,3の中の電着条件による時定数の変化および可視光応答型TiO_2の利用については,十分な知見を得ることができなかった。これは平成23年度以降も引き続き研究を続ける予定である。H23の研究目標を(1)から(4)に記し,成果を各項ごとにまとめている。●目標(1)更に層厚の制御を精緻化し,光蓄電量子効率を80%程度まで上昇させる:TiO_2多孔膜の成膜方法を改善し,種々の層厚で光蓄電効率を測定した。

その結果,終了時に27%程度までしか上がらなかった。これは厚いPANi蓄電層ではPANiが劣化し,更にTiO_2層の発電量子効率が30%程度で飽和することが原因であった。●目標(2)電着時の電流密度を変化させTiO_2-PANi間の電荷移動,蓄電反応の反応速度や時定数を明らかにする:先の(1)の層厚による効率の変化,蓄電深度によるPANiの色変化から,光蓄電の各ステップ(光照射→光電変換→イオン脱ドープ→放電)での電荷・イオン移動量を見積もった。●目標(3)最適化された層厚と時定数のデータから,Ti_O2-PANi複合電極の光蓄電反応の速度論的モデルを構築する:先の(2)から速度論・量論的な光蓄電モデルを構築した。これよりTiO_2多孔膜の励起電子注入によるPANiの充電効率が90%程度と非常に高く,本課題の着想である多孔膜と高分子の3次元構造による光電気化学反応が非常に効率が高いことが示された。●目標(4)今後の将来のTiO_2層の可視光応答化に向けて,光蓄電電極の設計指針を明確にする:先の(1)から,TiO_2層の発電速度が効率を律速していることが分かった。これより,可視光応答化の予備実験として金ナノ粒子を担時したTiO_2多孔膜を用いて,表面プラズモン共鳴による可視光応答を測定した。その結果,効率は低いものの,金ナノ粒子による可視光吸収とTiO_2の紫外光吸収による光蓄電が観測された。これより,今後の電極設計指針として金ナノ粒子を用いた可視光応答が有望であることが分かった。
腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮した鋼構造物の致命的損傷予知シミュレータの開発

本研究では,鋼構造物の部位レベルの致命的腐食損傷を予知するためのシミュレータを開発するために,申請者らが確立した腐食環境評価法と無塗装部材の経時腐食モデルに塗膜劣化機構の概念を新たに反映させることで,腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮可能な塗装部材の時空間統計腐食モデルを構築した.また,このモデルを用いた腐食損傷シミュレーション手法を確立した.平成25年度には,主として,腐食環境と塗膜劣化の連成と鋼部材の経時腐食挙動を解明するために,以下を行った.1塗膜の経時劣化挙動の分析促進試験したピンホールと線キズのモデル試験体,およびこれらの欠陥の合体挙動を検討するための試験体を材料組成,電気化学,空間統計などの複合領域視点で分析し,塗膜の経時劣化挙動を明らかにした.試験体については塗膜の膨れと腐食挙動の相関を空間統計学的手法で分析することで明らかにした.2腐食生成物層の厚さ,およびACM型腐食センサによる腐食環境の総合評価4地点の大気暴露試験と構造物の各部位における腐食環境をモニタリングした.腐食環境の総合評価には,既往の研究で申請者らが確立した腐食生成物層の厚さとACM型腐食センサを併用した.これらの手法は,本シミュレータに入力するために必要な多測点を対象とした腐食環境の総合評価データの取得のために適用した.3腐食環境と塗膜劣化の連成と鋼部材の経時腐食挙動の解明1と2の構造物の調査結果に基づき,各部位の腐食環境と塗膜劣化の連成を分析し,これらと腐食損傷の相関を評価することで,塗装鋼部材の経時腐食挙動を腐食環境と塗膜劣化の相関を評価した.4シミュレーション手法を導入するWEB GISシステムの検討構造物の部位レベルの塗膜劣化とそれに伴う経時腐食挙動のシミュレーション手法を導入するためのシステムをWEB GISに基づき構築するための検討を行い,構築の際の課題点を抽出した.本研究では,鋼構造物の部位レベルの致命的腐食損傷を予知するためのシミュレータを開発することを目的とする.そのために,申請者らが確立した腐食環境評価法と無塗装部材の経時腐食モデルに塗膜劣化機構の概念を新たに反映させることで,腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮可能な塗装部材の時空間統計腐食モデルを構築する.また,このモデルを用いた腐食損傷シミュレーション手法を構築し,WEB GISシステムに導入する.平成26年度には,主として,塗膜と腐食の劣化シミュレーション手法を導入するWEB GISシステムの検討,および腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮した鋼部材の時空間統計腐食モデルの構築をするために,以下を行った.1塗膜と腐食の劣化シミュレーション手法を導入するWEB GISシステムの検討構造物の部位レベルの塗膜劣化とそれに伴う経時腐食挙動のシミュレーション手法を導入するためのシステム構築の予備検討を行った.この検討では実構造物の劣化シミュレーションを対象とする部位と入力データの種類と方法について主として検討した.2腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮した鋼部材の時空間統計腐食モデルの構築大気暴露試験と腐食促進試験の結果,および実構造物の塗膜劣化の調査結果(特に,塩害環境における塗膜の物理的欠陥(ピンホール)からの点状の腐食損傷の調査)に基づき,腐食環境を考慮した塗膜の経時劣化モデルを構築した.また,研究代表者らが構築した無塗装部材の時空間統計モデルに塗膜劣化モデルを導入することで,塗膜劣化に伴う鋼部材の腐食挙動をシミュレート可能とする時空間統計モデルを構築した.本研究では,鋼構造物の部位レベルの致命的腐食損傷を予知するためのシミュレータを開発することを目的とする.そのために,申請者らが確立した腐食環境評価法と無塗装部材の経時腐食モデルに塗膜劣化機構の概念を新たに反映させることで,腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮可能な塗装部材の時空間統計腐食モデルを構築する.また,このモデルを用いた腐食損傷シミュレーション手法を構築し,WEB GIS(地理情報システム)システムに導入する.平成27年度には,主に平成26年度に構築した腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮した鋼部材の時空間統計腐食モデルに腐食環境の情報(ACMセンサ出力,腐食生成物生成速度,あるいは無塗装鋼材の腐食深さの経時性の選択・入力)および塗膜欠陥の配置・形状,膨れ・割れの空間情報を入力できるようにすることで,モデルの実用性を向上させた.また,このモデルを用いて,鋼構造物の様々な部位に対する塗膜と腐食の劣化を空間統計シミュレートするためのシミュレーション手法を構築した.さらに,この手法を用いたシミュレーション結果と腐食促進試験で劣化させた塗膜傷(円形,線状,帯状)を有する試験体と塗膜劣化面積,腐食生成物層の厚さ,腐食深さ(平均および最大),腐食表面性状を比較・検討することで,塗膜傷の複合性やその相互干渉を考慮したモデル試験体の電気化学試験を実施して,塗膜傷間の電気化学機構を解明する必要があることを明らかにした.本研究では,鋼構造物の部位レベルの致命的腐食損傷を予知するためのシミュレータを開発するために,申請者らが確立した腐食環境評価法と無塗装部材の経時腐食モデルに塗膜劣化機構の概念を新たに反映させることで,腐食環境と塗膜劣化の連成を考慮可能な塗装部材の時空間統計腐食モデルを構築した.また,このモデルを用いた腐食損傷シミュレーション手法を確立した.シミュレーション手法を導入するWEB GISシステムの構築については遅れているが,その他の時間を要する検討内容については,おおむね順調に研究が遂行できている.27年度が最終年度であるため、記入しない。

工学本研究に反映させる実構造物の腐食性と塗膜劣化の相関データを収集するために,現地調査を充実させる予定である.シミュレーション手法を導入するWEB GISシステムの検討については遅れているが,その他の時間を要する検討内容については,おおむね順調に研究が遂行できている.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究に反映させる実構造物の塗膜劣化データを多数収集するために,現地調査を充実させる予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度中に予定していた暴露試験体の現地調査の内2回分を平成26年度に変更したため,それに関わる調査費や消耗品購入の時期を変更せざるを得なかった.平成26年度に延期した暴露試験体の現地調査を実施するに際して必要な調査費や消耗品に使用する予定である.
脊推動物ゲノムにおけるパラロガス領域の総合的解析

われわれは、HLA(MHC)領域とパラロガスな領域がヒトゲノムに3箇所存在することを発見し、これらのパラロガス領域とHLA領域の原型が脊椎動物進化の初期におきたと想定される2回の大規模な染色体重複(おそらくはゲノム重複)によって形成された可能性が高いことを示してきた。今日では、本パラロガス群はヒトゲノムで同定された数多くのパラロガス領域のプロトタイプとしての地位を確立しつつある。しかしながら、1)パラロガス領域を生み出した重複の性質、回数、時期、2)重複ののちにゲノムに生じた変化、に関しては十分な理解が得られていないのが現状である。そこで、本研究では、1)系統発生的に2度の重複の直前、直後に位置すると考えられる無顎類(特に、ヌタヌナギ)に焦点を当てて、MHCパラロガス群のBACクローンを用いた解析を行うとともに、2)ゲノム解析が終了しつつあるヒトおよびマウスを対象として、重複後に生じたゲノム構造の変化を明らかにすることを目的として研究を遂行し、以下の成果を得た。1)哺乳類とほぼ同じゲノムサイズをもつと推定されるヌタウナギのゲノムを3倍カバーするBACライブラリー(平均インサート長約100kb)の作製に成功した。現在、ゲノムカバレッジを5倍まで増加させるべく、作製作業(3Dプール作製を含む)を継続中である。2)上記BACライブラリー(1倍ゲノムカバレッジ分)のスクリーニングを行い、少なくとも6個のMHC前駆領域をカバーするBACクローンを同定した。3)ヌタウナギ白血球由来cDNAライブラリーのランダム・シークエンスを行い、約5,000クローンの5'-end,3'-endの塩基配列を決定した。4)MHCパラロガス群に属するヒト遺伝子を体系的に同定し、染色体重複後に生じたゲノム構造の変化を解析した。
仮説設定が結論の導出及び結論の記述に及ぼす効果

1研究の目的児童が設定する仮説が,生徒の結論の導出や,結論の記述にどのような効果を及ぼすのかを解明し,生徒が仮説に対応した妥当な結論を導出させたり,結論の記述を確実に科学的な説明にしたりするための指導方略を開発する。2研究の方法これまで中学校理科で実施していた仮説設定をともなう探究的な学習から得られた知見を,小学校5年理科や,科学クラブにおける研究に応用し,児童が設定する仮説が,生徒の結論の導出や,結論の記述にどのような効果を及ぼすのかを児童の発言や,ノートの記述を分析して解明する。3平成23年度の研究で明らかになったこと。(1)小学校理科の教科書には,仮説設定を促すような因果関係の問いはほとんど無いが,児童が観察した実験結果が生起した原因やしくみを問う問いを教師が意図的に設定することによって,児童の仮説設定を可能にする。(2)小学校理科における児童の仮説設定は,実験結果の考察やまとめに児童が記述する内容を科学的に妥当な結論にするのに有効である。(3)植物の種子の発芽や成長の条件を探るときは,変化させていない条件と変化させた条件を明確に区別させ,発芽や生長に必要な条件を仮説として設定して記述させておくことが,妥当な結論の導出に有効である。(4)5年「もののとけ方」において,溶媒である水や食塩,ホウ酸などの溶質の分子を,目に見えない小さな粒として,温度や水の量の変化によって溶け方が変化するしくみを仮説として児童に説明をさせる学習支援が,科学的に妥当な結論の導出に有効である。