hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クルマエビアラニンラセマーゼの発現解析と脱皮における機能解析

本研究では、アラニンラセマーゼを通じてクルマエビにおけるD-Alaの生理機能を明らかにすることを目的とし、平成19年度は、クルマエビの高浸透圧条件下および脱皮がアラニンラセマーゼ遺伝子発現に及ぼす影響について検討するとともに、アラニンラセマーゼおよびD-Alaの細胞内分布を明らかにしようと試みた。1.クルマエビの高浸透圧ストレスおよび脱皮がアラニンラセマーゼに及ぼす影響についてクルマエビを100%から150%海水に順応させた時の、それぞれの組織のアラニンラセマーゼ遺伝子の発現量を測定したところ、D-Ala含量と同様に、肝膵臓において著しい増加が認められたものの、他の組織においては発現量の変動はみられなかった。したがって、肝膵臓では高浸透圧条件下において、アラニンラセマーゼ遺伝子の発現量の増加にともないD-Alaが増加することが明らかとなった。また、脱皮とアラニンラセマーゼおよびD-Ala含量との関連性について検討するために、脱皮段階を3ステージに分けてサンプリングし、D-Ala含量およびアラニンラセマーゼのmRNA発現量を測定したところ、脱皮直前のステージの筋肉ではアラニンラセマーゼ遺伝子の発現量の増加が認められたものの、遊離D-Ala含量の変動はみられなかった。脱皮前期の筋肉において生成されたD-Alaは、脱皮の過程で利用されていることが示唆された。2.クルマエビアラニンラセマーゼおよびD-Alaの細胞内分布についてD-Alaおよびアラニンラセマーゼの細胞内分布を明らかにするために免疫染色を行った。アラニンラセマーゼ抗体はクルマエビアラニンラセマーゼの演繹アミノ酸配列からペプチドを設計し、抗ペプチド抗体を作製した。その結果、筋肉および肝膵臓ではいずれも細胞質に存在することが示唆されたが、抗体との反応性が低く、今回の検討では明確な分布は確認できなかった。本研究は、アラニンラセマーゼを通じてクルマエビにおけるD-Alaの代謝および蓄積メカニズムを解明することを目的とし、平成18年度では、主に、クルマエビの高浸透圧ストレスおよび脱皮によるD-Alaの組織別変動を明らかにするとともに、アラニンラセマーゼのアイソフォーム解析を行った。1.高浸透圧ストレスおよび脱皮によるD-Alaの変動についてクルマエビでは、筋肉および肝膵臓において遊離D-Alaが検出されている。そこで、D-Alaの代謝経路を追跡するために、組織ごとのD-Alaを測定したところ、全ての組織においてD-Alaが存在していることが明らかとなった。そこで、100%から150%海水に順応させた時の各組織のD-Alaの変動を測定したところ、神経組織を除く全ての組織でわずかな増加がみられたが、肝膵臓においては著しい増加が認められた。一方、50%から100%海水順応させた際には、肝膵臓では変動はみられなかったが、他の組織においては、顕著な増加が認められた。したがって、組織ごとに高浸透圧ストレスに対する応答が異なっていることが明らかとなった。また、クルマエビの筋肉および肝膵臓では、脱皮1日後において、アラニンラセマーゼ活性が著しく増加することが明らかとなっている。そこで、脱皮1日後の個体を採取し、組織ごとにD-Ala含量を測定したところ、D-Alaの著しい増加がみられた組織は認められなかった。2.アラニンラセマーゼのアイソフォーム解析についてクルマエビ筋肉および肝膵臓において、それぞれアラニンラセマーゼをコードすると思われる複数の転写産物の配列を決定したところ、5つの転写産物が同定され、これらは選択的スプライシングによって生じたものであることが予想された。さらに、アラニンラセマーゼの翻訳領域をコードするDNA配列を明らかにしてこれらと比較したところ、1つのイントロンが様々なスプライシングを受けることによって複数の転写産物が生じていることが明らかとなった。

アラニンラセマーゼ抗体はクルマエビアラニンラセマーゼの演繹アミノ酸配列からペプチドを設計し、抗ペプチド抗体を作製した。その結果、筋肉および肝膵臓ではいずれも細胞質に存在することが示唆されたが、抗体との反応性が低く、今回の検討では明確な分布は確認できなかった。
皮膚システム病理解析による各アトピー性皮膚炎層別化集団の皮膚炎症動態の解明

アトピー性皮膚炎(AD)では、皮膚組織における免疫反応の過剰な活性化により皮膚炎をひきおこすが、免疫反応の経路はすべてのAD患者で同一ではなく、患者後ごとに多様性をもつことが示唆されている。近年、ADの個別化医療の確立を目指して、血中サイトカイン等のバイオマーカー探索とこれに基づく患者の層別化が試みられているものの、各ADサブグループの皮膚組織レベルでの炎症動態については十分に解明されていない。そこで本研究では、血中サイトカインに基づき層別化された各ADサブグループの患者について、皮膚組織のシステマティックな病理学的解析、すなわち皮膚組織内の細胞間クロストークに着目した炎症反応経路の探索を通して、ADサブグループごとの皮膚組織における炎症動態の解明を目指した。当該年度は、AD患者の病理学的な多様性を理解するため、AD患者約100例の病変部および非病変部に加え健常皮膚30例の皮膚組織に対して免疫組織化学染色を行い、各免疫細胞およびケラチノサイトの状態を解析した。各免疫細胞の炎症サイトにおける寄与を定量化するためのスコアリング法を確立し、10種類の免疫細胞についてそれぞれの局在や浸潤の度合いを患者ごとに定量的に示した。これにより、各ADサブグループにおける免疫細胞動態の傾向を見出した。さらに、これら定量化された病理学データと皮膚トランスクリプトームデータとの相関解析を行い、免疫細胞種と免疫シグナル経路との関連について理解を進めた。アトピー患者の皮膚において複数の病理学的パターンの存在を見出した。とりわけ、好酸球や好塩基球などの顆粒球の分布に関しては明確なパターンが存在することから、これらの細胞を軸として、真皮樹状細胞やマクにファージといったその他の免疫細胞を含めた細胞間のクロストークに着目しつつ、各ADサブグループにおける炎症動態の解析を進めているところである。今年度は、各ADサブグループにおけるより詳細な免疫分子機構を解明するため、病理学的データと皮膚トランスクリプトームデータとの相関解析を進めるとともに、遺伝子改変ADマウスモデルのデータを用いた解析を行う。Jak1変異をもつSpadeマウス(T. Yasuda et al., J Clin Invest, 2016)や、層板顆粒分泌の関連遺伝子を欠損したTmem79 KOマウス(T. Sasaki et al., J Allergy Clin Immunol, 2013)など遺伝的背景の異なる複数のAD様皮膚炎自然発症マウスモデルでは、異なる形質や病理像を示す。そこで、AD患者サブグループで見出された炎症反応経路のパターンが、特定のマウスモデルにおいて同様に皮膚炎発症や進行に関与していないかどうか、炎症反応経路の類似性に基づき、ヒトAD患者ーマウスモデル間のリンクを探索する。さらに、マウスモデルにおける経時的データを参照することで、各ADサブグループにおける炎症の形成ステップの理解を目指す。
体腔形成細菌の新規な金属輸送機構の解明とその放射性物質・レアメタル回収への応用

金属キレート能を示す多糖アルギン酸を細胞内に取り込むSphingomonas属細菌A1株について、その細胞表層とアルギン酸結合タンパク質Algp7の構造と機能を解析した。アルギン酸カルシウムゲルに接着した細胞は、表層構造が窪んだ体腔を形成する。その窪みの深さは100 nm程度であり、体腔形成部位はその周囲と比較すると高電位である。Algp7は、レアメタル(Sm3+とTl3+)と結合し、Lys68とLys69による正電荷クラスターでアルギン酸と結合することが示唆される。以上の結果から、体腔の高電位が負電荷のアルギン酸の濃縮に機能し、Algp7を用いてレアメタルを回収できる可能性が示された。酸性多糖アルギン酸を資化するSphingmonas属細菌A1株の細胞表層に形成される体腔と金属輸送Efe系に焦点を当て、それらの機能発現機構を解析した。A1株細胞は、増殖に伴いアルギン酸カルシウムゲル(直径約3 mm)を分解した。その際、ゲルに接着した細胞に、表層構造が窪んだ体腔の形成が認められた。さらに、原子間力顕微鏡で解析したところ、生細胞においても体腔が形成されることを確認し、その窪みの深さが76147 nm程度であることが分かった。また、体腔形成部位は、その周囲と比較すると高電位があることから、この高電位が負電荷を帯びたアルギン酸の濃縮に寄与していると考えられる。アルギン酸は金属キレート作用を示すため、金属輸送Efe系の構成要素である基質結合タンパク質Algp7のアルギン酸結合能を解析した。X線結晶構造解析により、Algp7の高分解能の立体構造を決定した。高分解能の立体構造を用いて、アルギン酸オリゴ糖とのドッキングシミュレーションを行い、その複合体モデルに基づいて、アルギン酸の結合に関わる候補残基を見出した。それらの残基を部位特異的変異によりAlaに置換した変異体E194A、N221A、およびK68A/K69Aを作製し、変異体のアルギン酸結合能を紫外吸収法により解析した。野生型と変異体の各タンパク質と種々の濃度のアルギン酸とを反応させて、280nmにおける吸収スペクトル変化量をアルギン酸濃度に対してプロットし、飽和曲線を作成した。E194AとN221Aについて、野生型Algp7とほぼ同様な結合解離定数が算出されたのに対し、K68A/K69Aはアルギン酸低濃度で吸収スペクトルの変化も少なく、飽和曲線も得られないことから、有意な(20倍以上)結合能の減少が見られた。このことから、Lys68とLys69はアルギン酸結合に関わる重要な残基であることが示唆された。酸性多糖アルギン酸を資化するSphingmonas属細菌A1株の細胞表層に発現する金属輸送Efe系タンパク質Algp7に焦点を当て、その各種金属に対する結合性を解析した。Algp7の金属結合によるタンパク質の熱変性挙動(differential scanning fluorimetry: DSF)を調べた。DSF法は、リガンド存在下或いは非存在下で、タンパク質と蛍光色素SYPRO Orangeとを混合し、加熱することによりその熱変性の変化(融解温度Tm)を評価するものである。一般に、リガンドと結合したタンパク質は、非結合タンパク質と比較すると、構造安定化により高い融解温度を示す。すでに、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+の存在下で、Algp7の融解温度が上昇することを確認している。そこで、各種レアメタル(Pd2+、Sm3+、Pt2+、Tl3+など)を0.1 mM存在下で、Algp7の熱変性を調べた。その結果、Sm3+とTl3+の存在下で、Algp7の融解温度が上昇した。レアメタル非存在下では、Tm値は54度であったが、Sm3+存在下では67度、Tl3+存在下では63度と有意にTm値が上昇した。さらに、Sm3+の濃度を変化させて融解温度を測定したところ、濃度依存的に融解温度の上昇が認められ、0.05 mM以上で一定値に達した。一方、過去にSm3+との結合が見られた他のタンパク質XLYについて同様の実験を行ったところ、XLYはAlgp7ほど、Sm3+による融解温度の上昇を示さなかった。これらのことから、Algp7はある種のレアメタルと強固に結合することが示唆された。Algp7の金属結合性について、さらに原子吸光スペクトル法でも解析した。Algp7とFe3+またはCu2+とを混合し、透析により金属イオンを除去し、Algp7と結合する金属イオンを定量した。その結果、透析後のAlgp7の画分に、Fe3+またはCu2+が残存することを確認することができた。以上の結果から、細胞表層に発現するAlgp7を用いて、レアメタルを含む各種金属を回収できる可能性が得られた。

Algp7は、レアメタル(Sm3+とTl3+)と結合し、Lys68とLys69による正電荷クラスターでアルギン酸と結合することが示唆される。以上の結果から、体腔の高電位が負電荷のアルギン酸の濃縮に機能し、Algp7を用いてレアメタルを回収できる可能性が示された。高分子多糖であるアルギン酸を細胞外で低分子化することなく、細胞内に直接取り込むSphingomonas属細菌A1株を対象に、微生物学史上初めて見出された巨大な輸送器官(体腔)について、今年度はその生細胞での形成機構と特性を明らかにすることができた。透過型電子顕微鏡では真空条件下で細胞を解析するため、これまでに生細胞での情報を得ることが困難であった。今回、原子間力顕微鏡でA1株細胞を解析することにより、生細胞での体腔形成を再確認し、そのサイズも計測することができた。さらに、表面電位を測定することにより、体腔とアルギン酸との静電的相互作用について直接的な確証を得た。体腔に発現が予想される基質結合タンパク質Algp7の構造機能解析を進め、本タンパク質のアルギン酸結合を立体構造の観点から明らかにすることができた。アルギン酸が鉄をキレートすること、および鉄輸送Efe系タンパク質であるAlgp7がアルギン酸と結合することから、本タンパク質が鉄をキレートしたアルギン酸と結合し、鉄とアルギン酸に分配する機能が示唆される。以上の知見は、細菌の細胞表層に形成される巨大な分子器官の形成機構、ならびに細菌の生育に必須の鉄を取り込む分子機構の解明に繋がる。応用微生物学鉄輸送Efe系の構成要素である基質結合タンパク質Algp7について、その金属結合特性を原子吸光分析法と示差走査型蛍光定量法により明らかにする。金属として、鉄のみならずレアメタルとの結合性を評価し、本タンパク質のレアメタル回収への応用展開を図る。金属結合モチーフ(HxxE)をもつAlgp7の金属結合に関わる構造要因を明らかにするため、金属が結合したAlgp7の結晶構造を決定する。結晶構造に基づいて、モチーフと金属結合との相関ならびに金属と結合するアミノ酸残基を特定する。交付金額(直接経費)が申請金額より大幅に下回ったため、購入予定であった高額な設備備品の購入を見送った。そのため、若干の物品費(消耗品費)に余裕が生じたが、さらなる研究を加速するため、当該年度と次年度の予算を合わせて使用する。次年度は、基質結合タンパク質Algp7の金属結合特性を解析するため、各種の金属化合物を一般化学試薬として購入する。本タンパク質の構造解析のため、結晶化試薬とプレートを消耗品として購入する。X線回折データの取得と学会での成果発表のため、出張旅費を計上する。結晶化では多検体スクリーニングを行う必要があるため、非常勤職員を雇用し謝金を支払う。また、論文発表に伴う雑誌掲載料や別刷り費用を支出する。
半導体表面における光CVDプロセスの初期過程の原子レベル構造解析

本研究に用いたFI-STMは、Si(111)面上の原子状水素吸着、Si(111)及びSi(100)面上のアルカリ金属(Li,K,Cs)吸着、Si(100)面における“2X8"高温相などの研究により、分解能、安定性には高い評価を得ている。また、RHEEDとSTMを伴用したSi(111)上SiのMBE成長の構造解析も行なっておりシリコン上の吸着物、薄膜のSTM観察には十分の経験があった。本年度は本研究の一環として走査トンネル分光法(STS)用の制御系・測定系・プログラムを改良し、安定性・再現性のあるSTSを開発し、これを用いて、Si(111)7x7,Si(100)2x1におけるアルカリ金属(主にNaとK)吸着による表面電子状態の変化をしらべ,アルカリ金属とSi(100),Si(111)基板間の電荷の移動の様子を明かにした。このSTSにより、個々の吸着に於る電子状態を調べるうえで、他の手法では得られない重要な知見を得ることができる。更に、Si(100)2x1表面に於る原子状水素について詳細に研究を行っている。原子状水素はSi(100)表面では、ダイマ-の2個のダングリングボンドにひとつづつの水素原子が吸着したモノハイドライド相と、ダイマ-を構成するSi原子間の結合を切って1つのSiに2個づつの水素原子が吸着したダイハイドライド相が知られていたが、それらのSTM/STSを観察するとともに、光CVDプロセスをSTMで観察する上で重要であると考えられる初期吸着過程もSTMによりしらべ、その吸着構造を決定するとともに、この実験により、光CVDプロセスにおける副産物として水素原子がSi(100)表面に存在する場合にも、STMにより観察・同定が可能であることが明らかになった。
組織因子とオートファジーに着目したNET抑制による敗血症の新たな病態の解明

敗血症はその約30%が死に至る難治性疾患である。敗血症の定義は臓器障害であり、臓器保護が重要な治療戦略になってくる。本研究では、NETs(好中球細胞外トラップス)と臓器障害についての研究を行っている。我々が確立したLPS(リポポリサッカライド)誘導型敗血症モデルマウスは、72時間後の生存率が50%と、急速な病態の悪化を呈する。このマウスから敗血症の予後を左右するターゲット臓器である肺、腎、肝臓を取り出し、免疫染色法で組織観察を行ったところ、腎、肝臓においてヒストンの散在を確認した。NETsの構成成分であるヒストンは血管内皮傷害ならびに臓器障害を引き起こすといわれている。しかし我々は、LPS投与後にトロンボモジュリン(TM)の遺伝子組み換え製剤(リコンビナントトロンボモジュリン:rTM)を投与したマウスの臓器内でのヒストンの発現が少なくなっていることを確認した。LPS誘導型敗血症モデルマウスにおいて、血中サイトカイン濃度は、LPS非投与群に比べ上昇していた。しかし、LPS投与後にrTMを投与すると、血中のサイトカイン濃度の上昇は認めず、また72時間後の生存率も100%と有意に改善された。このことからrTMは組織中でのヒストン散在を抑制し、臓器保護を担っている可能性が示唆された。また、我々はこれまでにin vitroにおいて、ヒト好中球のLSP刺激によるNETs形成を確認している。AutophagyがNET形成に関与している可能が示唆されており、今回は、ヒト末梢血のLPS刺激において好中球のAutophagyの発現を調査した。その結果、NETs形成には好中球のAutophagyが関与してることが示唆された。昨年に引き続き、我々が確立したLPS誘導型敗血症モデルマウスを使用して、LPS非投与群をコントロールとし、rTM投与の有無で比較検討をおこなっている。生存率の比較やフローサイトメトリーによる血液中サイトカイン濃度測定、ならびに肺・腎・肝臓を蛍光免疫染色法を利用したNETs構成成分であるヒストンの同定などの実験系が確立できている。フローサイトメトリーと免疫染色において、抗体反応がうまくいかないことがあったが、その問題は解決できた。また、ヒト末梢血液から好中球の精製と培養系も確立でき、Autophagyの発現の検討も順調に進行していることから,おおむね順調に進展していると判断した。敗血症性DICでは,炎症性サイトカインやLPSなどの作用により、単球/マクロファージや血管内皮からTF(組織因子)が放出されること、炎症局所に浸潤した好中球は細胞死によりTFを放出することが報告されている。NETsは好中球の細胞死の一つでありNETosisとい呼ばれている。今後は好中球由来のTF (nTF: neutrophiltissue factor)の存在をNETsの発現と照らし合わせてながら確認していく。またrTMよるNETs抑制機序において、好中球のTFやAutophagyが影響を及ぼしている可能性を検討していく。今年度の結果をもとに、実験を継続し、症例数も増やしていく。我々が確立したLPS誘導型敗血症モデルマウスは、72時間後の生存率が50%と、急速な病態の悪化を呈する。一方で、LPS投与後にトロンボモジュリン(TM)の遺伝子組み換え製剤(リコンビナントトロンボモジュリン:rTM)を投与したマウスの臓器内でのヒストンは少なかった。LPS誘導型敗血症モデルマウスの血中サイトカイン濃度を測定したところ、各種サイトカインの濃度上昇を確認した。このモデルマウスにおいて、LPS投与後にrTMを投与すると、血中のサイトカイン濃度の上昇は認めず、また72時間後の生存率も100%と有意に改善された。このことからrTMはヒストン散在を抑制し、臓器保護を担っている可能性が示唆された。これまでにin vitroにおいて、ヒト好中球のLSP刺激によるNETs形成を確認している。我々が確立したLPS誘導型敗血症モデルマウスにrTMを投与して、生存率の比較やフローサイトメトリーによる血液中サイトカイン濃度測定、ならびに肺・腎・肝臓を蛍光免疫染色法を利用したNETs構成成分であるヒストンの同定などの実験系が確立できた。

我々が確立したLPS(リポポリサッカライド)誘導型敗血症モデルマウスは、72時間後の生存率が50%と、急速な病態の悪化を呈する。このマウスから敗血症の予後を左右するターゲット臓器である肺、腎、肝臓を取り出し、免疫染色法で組織観察を行ったところ、腎、肝臓においてヒストンの散在を確認した。NETsの構成成分であるヒストンは血管内皮傷害ならびに臓器障害を引き起こすといわれている。しかし我々は、LPS投与後にトロンボモジュリン(TM)の遺伝子組み換え製剤(リコンビナントトロンボモジュリン:rTM)を投与したマウスの臓器内でのヒストンの発現が少なくなっていることを確認した。LPS誘導型敗血症モデルマウスにおいて、血中サイトカイン濃度は、LPS非投与群に比べ上昇していた。しかし、LPS投与後にrTMを投与すると、血中のサイトカイン濃度の上昇は認めず、また72時間後の生存率も100%と有意に改善された。このことからrTMは組織中でのヒストン散在を抑制し、臓器保護を担っている可能性が示唆された。また、我々はこれまでにin vitroにおいて、ヒト好中球のLSP刺激によるNETs形成を確認している。AutophagyがNET形成に関与している可能が示唆されており、今回は、ヒト末梢血のLPS刺激において好中球のAutophagyの発現を調査した。その結果、NETs形成には好中球のAutophagyが関与してることが示唆された。昨年に引き続き、我々が確立したLPS誘導型敗血症モデルマウスを使用して、LPS非投与群をコントロールとし、rTM投与の有無で比較検討をおこなっている。生存率の比較やフローサイトメトリーによる血液中サイトカイン濃度測定、ならびに肺・腎・肝臓を蛍光免疫染色法を利用したNETs構成成分であるヒストンの同定などの実験系が確立できている。フローサイトメトリーと免疫染色において、抗体反応がうまくいかないことがあったが、その問題は解決できた。また、ヒト末梢血液から好中球の精製と培養系も確立でき、Autophagyの発現の検討も順調に進行していることから,おおむね順調に進展していると判断した。敗血症性DICでは,炎症性サイトカインやLPSなどの作用により、単球/マクロファージや血管内皮からTF(組織因子)が放出されること、炎症局所に浸潤した好中球は細胞死によりTFを放出するが報告されている。NETsは好中球の細胞死の一つでありNETosisとい呼ばれている。今後は好中球由来のTF (nTF: neutrophil tissue factor)の存在をNETs内で確認する。またTMよるNETs抑制機序において、好中球のTFやAutophagyが影響を及ぼしている可能性を検討していく。今年度の結果をもとに、実験を継続し、症例数も増やしていく。敗血症性DICでは,炎症性サイトカインやLPSなどの作用により、単球/マクロファージや血管内皮からTF(組織因子)が放出されること、炎症局所に浸潤した好中球は細胞死によりTFを放出することが報告されている。今後は好中球由来のTF (nTF: neutrophiltissue factor)の存在をNETsの発現と照らし合わせてながら確認していく。
日本に在住する日系児童教育のためのCAI教材の開発

(1)学習における問題点は、その児童がどの言語に習熟しているかに大きく依存する。学力不足は、家庭と学校とでバイリンガルの環境に置かれるために日本語の能力が同級生に比べて低いために起因すると考えられる。(2)母国において学校教育を受けておらず、1年生として日本の小学校に入学した児童は、母国の学校で学習していた児童と比べて日本語習熟上の問題は少ない。しかし、日本人の新入生で平仮名の読めない子や、100までを数えられない子は殆ど居ないのに対して、日系人の子弟にはそれが出来る子が全く居ない。このことは、就学前の学習(=家庭教育)の問題であり、入学してからでは既に手遅れであり、何らかの処置が必要である。(3)学校入学前に来日した子どもや、低学年で来日した子どもは、母国語の読み書きが殆どできない。そのためか、日本語と母国語の両方で提示される教材に対して猛烈な拒否反応を示し、学習を行わない。しかし、同じ教材が日本語のみで提示される場合には一般の日本人児童と同様に、積極的に学習を行う。(4)日本語と母国語の両方で提示された教材で学習を進めたのは、4年生になって来日した子どものみであった。この子どもや他の地域で4年生で入学(スペイン語)した子どもは、6年生になった時には日本語での学習に問題はなくなり、社会科、国語等も、普通の子どもと同じように学習することが可能になった。(5)言語の問題が学習上に大きな障害をもたらしているが、他の大きな問題として、算数の計算方法の違いによる問題が明確になった。これは(5)に示した子どもで発見したことで、社会科や国語は他の児童よりも良い位であるのに、算数の計算が遅いのである。その原因を調べてみると、引算の計算方法の違いで、引算を足し算でするという点にあった。例えば、5-3を計算させると、3に1と、1を足して5になるから、答えが2となるというように計算するのである。そのため計算速度が遅くなり、これを直すのに非常な時間を必要とした。〔結語〕日系児童の学力不足をもたらす主因は、日本語の習熟度によることが明確になった。母国語を使って補助しようとしても、学習出来るだけの母国語の能力をもっておらず効果はあまり考えられない。1年生として入学する前に、一般の子どもと同レベルの日本語の習熟が出来ているような方策を考え、実施することが必要であろう。日本における外国人就労者の数は1992年度において、15万人を越えると言われている。その中には家族同伴で来日している人も少なくない。本研究は、日系就労者の子どもを対象にしてその教育のために有効なCAI教材を開発することを目的にしている。平成5年度は、3年計画の本研究の第1年目であり、児童の実態調査と教材の開発を中心に、平成5年度研究実施計画に基づいて実行をした。研究・実践対象を、豊田市立東保見小学校に在校する日系ブラジル児童とした。

これは、480名の全児童中35名が日系ブラジル人であるためである。調査の結果、ポルトガル語も日本語も十分でない、どちらの言葉も中途半端な児童に学習不適応の児童が多くみられた。これは、日本語という新しい環境で学ばなければならないために学習不適応が生ずるのではないか、という当初の考え方を改めさせるものである。同じ団地で生活をしている同様な子どもの間で差が見られるのは、家庭での言語環境に違いがあるのではないかとの疑いを抱かせる。算数の計算において、引算を足し算でする、例えば5-3の計算をする時に、ブラジルの学校では、3に1と1を加えて5になるから、答えは2であるというように教えていることが明確になった。そのため、日本で最初から勉強している子どもと、ある程度の教育をブラジルの学校でうけてから日本の小学校に入った子どもとの間で、引算において速度に大きな差が生じている。その差が、児童の学習意欲に及ぼす影響の大きいことが認められ、日本式の計算法を習熟させるためのCAI教材の必要性が求められ、日本語とポルトガル語を併用したコースウェアを開発した。日本で学ぶ外国人子女をとりまく学習環境の改善のために、コンピュータを有効に利用するための基礎研究を行った。初年度は、ブラジルの児童が多く在籍する愛知県豊田市立東保見小学校と共同研究を行い、実態の調査、コースウェアの開発、その試行と評価等を実施した。その成果として、次のことがあげられる。1ポルトガル語、スペイン語、英語を用いたコースウェアの開発外国語のみのコースウェア、日本語と外国語を併記したコースウェアを、算数分野について開発した。このために必要な特殊な文字などは、外字として登録した。2コースウェアの試行16年生の児童を対象に、開発した4本のコースウェアによる授業を実施して、その効果を観察、インタビューした。3評価結果(1)母国語を忘れ初めている児童が多いため、ポルトガル語など、外国語のみの表示のコースウェアは、児童が好まない。日本語と併記されているものを好む。(2)日本に来たばかりの児童は、意味の分かる母国語で学習できることにより、日本の児童と変わらぬスピードで学習を進められた。これは普段の授業では不可能である。(3)ブラジルと日本の子どもの計算方法の違いを考慮したコースウェアが必要である。本研究は平成5年度より継続して行ってきた。中心をポルトガル語(ブラジル語)、スペイン語を母国語とする児童におき、CAI教材を作成し、学校において実施した。児童の学習状態の観察、成果等をもとに考察を行った結果、次のことが明らかになった。(1)日本に在住する日系児童教育をひとまとめにして取り扱うことはできない。(2)学習における問題点は、その児童がどの言語に習熟しているかに大きく依存する。(3)1年生として小学校に入学した児童は、他の児童と比べて日本語習熟上の問題も余りなく、学習上の問題もほとんどみられない。(4)母国語の読み書きに習熟していない子ども、すなわち学校入学前に来日した子どもや、低学年で来日した子どもは、母国語の読み書きがほとんどできない。そのために、日本語と母国語で提示される教材に猛烈な拒否反応を示し、学習を行わない。しかし、日本語のみで提示される教材は受入れ、積極的に学習を行う。
経年変化を考慮した伝統木造建築物の耐震性能評価

本研究は、虫害・腐朽などの「生物的劣化」および「部材の老化」などの経年変化が伝統木造建築物の耐震性能に与える影響を、実験・数値解析・現地調査によって検討したものである。古材を対象とした材料試験・仕口実験の結果、健全古材や劣化古材の材料特性を把握することができた。また、材料試験の結果を反映させた数値解析によって、経年変化が建物の耐震性能に与える影響について検討した。さらに、現地調査において、電磁波探査による部材内部欠損把握の有効性についても検討することができた。平成23年度は、主に以下の研究を実施した。1、古材の仕口実験経過年数100年前後のスギ・ヒノキ・アカマツ古材から、柱貫仕口を含む試験体を作成して実験を行った。柱貫仕口は最も基本的な木材のめり込み現象が発生するため、古材のめり込み特性の把握には最適な仕口である。実験の結果、本年度実施した古材においては、新材と比較してめり込み特性が大きく低下することはなかった。2、古材の材料実験経過年数100300年程度のスギ・ヒノキ・アカマツ・ツガ・ケヤキ・クリ古材に対し、圧縮・曲げ・せん断・割裂・めり込み実験などの材料実験を実施した。実験は健全古材を主な対象とし、一部シバンムシなどの甲虫被害を受けた劣化材に対する実験も実施した。実験の結果、健全古材においては、新材やハンドブックなどの参考値と比較して、力学性能が大きく低下するものはなかった。劣化材においては、樹種の違いによって、そのめり込み性能が異なる結果となった。3、建物の数値解析ケヤキを主要構造部材としている京都の清水寺本堂に対し、古材の仕口・材料実験結果を反映させた数値解析を実施した。その結果、清水寺本堂においては、部材の老化現象が建物の耐震性能に与える影響は少なく、大地震に対しても倒壊はしない結果となった。4、電磁波探査による非破壊検査虫害による内部欠損が実際に存在する古民家の横架材および現地調査によって、電磁波探査による内部欠損把握の有効性について検討を行った。平成24年度は、主に以下の研究を実施した。1、古材の材料試験:平成23年度に引き続き、経過年数100300年程度のスギ・ヒノキ・アカマツ・ケヤキ古材に対し材料試験を実施し、古材の材料特性について検討した。その結果、健全古材においては、樹種による違いはなく、剛性・強度などに関して新材より大きく劣ることはなかったが、脆性的な破壊をする試験体が多く確認された。劣化古材においては、シバンムシ(古材を好んで食害するとされる甲虫、伝統木造建築物で頻繁に確認される虫害)による劣化度と材料特性との関連性について整理することができた。2、古材の仕口実験:経過年数100年前後の古民家解体古材(スギ・ヒノキ・アカマツ)から、主にシバンムシによる食害や腐朽による劣化箇所を含む貫を切出し、十字型通し貫仕口実験を実施した。シバンムシによる劣化においては、劣化の程度が部材表面近くに留まっている場合には、仕口のめり込み性能に大きな影響を与えなかった。しかしながら、シバンムシの食害が材全体に広がり、さらに腐朽を併発すると、仕口のめり込み性能が大きく低下する結果となった。3、建物の数値解析:懸造形式を有する寺院本堂、禅宗寺院本堂、唐門に対し、健全古材・劣化古材を用いた実験結果を反映させた数値解析を実施した。その結果、構造の違いにより、部材の老化・劣化と建物の耐震性能との関係性に違いがでることがわかった。4、研究のまとめ:健全古材・劣化古材を用いた実験及び、それらの結果を反映させた数値解析によって、建物の耐震性能に大きな影響を与える経年変化(腐朽・虫害・老化)について整理した。また、平成23年度に実施した「電磁波探査による非破壊検査」の検討と併せ、現場での建物の健全度調査手法について検討した。古材の仕口特性・材料特性の把握においては、平成23年度に実施した実験によって数多くのデータを収集することができた。また、数値解析による経年変化の影響においても、古材の実験結果を反映させた解析を実施することによって、その影響を明らかにすることが可能となった。電磁波探査による内部欠損把握においては、その有効性について検討することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。古材の仕口特性・材料特性の把握においては、引き続き健全古材や劣化古材を対象とした実験によって行う。現在、経過年数100300年程度のスギ・ヒノキ・アカマツ・ケヤキの健全古材・劣化古材を所有しているため、適宜これらの古材から試験体を作成していく予定である。また、乾燥収縮による接合部の評価を、高含水率状態で作成した仕口の経過観察および数値解析によって行う。

建物の数値解析においては、平成23年度に実施した清水寺本堂以外の建物を対象に行う予定である。また、内部欠損の存在する試験体を対象とした電磁波探査の実験を数多く行うことで、その検査法について詳細な検討を行う。24年度が最終年度であるため、記入しない。
明代道釈画研究-特に浙派における道教的主題の絵画についての考察

中国の明代において、浙江地方出身の職業画家を中心に勢力を張った画家集団、浙派は道教的主題の作品を大量に残しており、当時の道教教団との関わりが注目されている。本研究は、この浙派を主に道教的主題の絵画作品に関する資料を収集・分類し、その図像内容・様式展開を明らかにする一方、明代の宮廷および民間における道教信奉の形態と画家の活動状況に関する資料を収集して、道教的主題の絵画制作の背景を把握するという二元的かつ総合的な研究作業により、従来不明であった明代道教と浙派絵画との関係の全体像を明確に提示しようとするものである。全体を二年計画とし、一年目にあたる七年度は以下のような資料の収集を行った。1,明代の浙派を中心とする道教的主題の絵画作品の資料収集(1)実作品の調査・撮影調査先:個人所蔵家(兵庫・京都)、大和文華館(奈良)、東京国立博物館(2)江戸時代縮図および売立て目録の調査調査先:東京国立文化財研究所2,明代の道教と絵画・画家の関係を裏付ける資料の採集参考図書:『明実録』・『明史』等の史書、『古今図書集成』等の類書、『道蔵』等の道教関係書、画史・文集・方志八年度は、これら収集資料の整理・分析を行い、おのおの以下のような成果を得た。1,(1)では、浙派系画家による道教的主題絵画作品において、朱邦等の画家の新資料を発見し、劉俊、張路、陳子和等、代表的画家の明確な作風基準が得られた。(2)では、主として各所に分蔵される探幽縮図から道教的主題の作品を抽出し、八仙、寒山、拾得等、中国民衆に親しまれた神仙像の図像展開を捕捉するとともに、この方面での浙派画家の旺盛な制作活動を確認できた。2,では、主に明代中期の正一教と南京貴族および浙派画家との関係、明代後半の商人層の道教信奉と浙派画家の制作活動との関連等について新知見が得られた。1.中国の明代において、浙江地方出身の職業画家を中心に勢力を張った画家集団、浙派は道教的主題の作品を大量に残しており、当時の道教教団との関わりが注目されている。2.全体を二年計画とし、一年目にあたる七年度は以下のような資料の収集を行った。(1)明代の浙派を中心とする道教的主題の絵画作品の資料収集ア.実作品の調査・撮影調査先:個人所蔵家(兵庫・京都)、大和文華館(奈良)、東京国立博物館イ.江戸時代縮図および売立て目録の調査調査先:東京国立文化財研究所(2)明代の道教と絵画・画家の関係を裏付ける資料の採集参考図書:『明実録』・『明史』等の史書、『古今図書集成』等の類書、『道蔵』等の道教関係書、画史・分周・方志3.現在、収集した資料を整理・分析中であるが、(1)ア.では、朱邦等、浙派系画家による道教的主題絵画作品の新資料を発見した。イ.では、主として各所に分蔵される探幽縮図から道教的主題の作品を抽出し、八仙、寒山拾得等、中国民衆に親しまれた神仙像の図像展開を捕捉するとともに、この方面での浙派画家の制作活動を確認できた。(2)では、主に正一教と南京貴族および浙派画家との関係について新知見が得られた。

1,(1)では、浙派系画家による道教的主題絵画作品において、朱邦等の画家の新資料を発見し、劉俊、張路、陳子和等、代表的画家の明確な作風基準が得られた。(2)では、主として各所に分蔵される探幽縮図から道教的主題の作品を抽出し、八仙、寒山、拾得等、中国民衆に親しまれた神仙像の図像展開を捕捉するとともに、この方面での浙派画家の旺盛な制作活動を確認できた。2,では、主に明代中期の正一教と南京貴族および浙派画家との関係、明代後半の商人層の道教信奉と浙派画家の制作活動との関連等について新知見が得られた。
銀河相関解析による空間的バイアスおよび速度バイアスの定量的研究

銀河分布(宇宙大規模構造)から宇宙論を議論するにあたり重要となる認識は、宇宙大規模構造の主たる構成要素であるダークマターの分布と、銀河分布との関係が一般には非自明であるということである。申請者は宇宙大規模構造の統計解析を通じて、この非自明な関係「バイアス」の観測的定量化、および物理モデルの構築を目指している。本年度は3点相関関数に対する、特異な構造の影響、および、赤方偏移歪みの影響を詳しく調べた。特に後者に関しては、赤方偏移歪みのバイアスの見積もりに対する影響に着目し、理論モデル計算、シミュレーションデータ、スローン・デジタル・スカイサーベイの銀河データとの比較を行った。その結果・赤方偏移歪みは3点相関関数の値自体には極めて大きな影響を及ぼすものの、そこから見積もられるバイアスの値に対する影響は小さいことを見出した。また、速度バイアスに関しては、銀河速度分散を無モデルに測定する方法を開発し、実際の銀河データに適用することに成功した。このことにより、速度バイアスの測定に向けて、モデルの不定性を排除した手法を獲得したことになる。また、バイアスを知るには直接的に質量揺らぎの強度を測っておいてから実際の銀河分布との差を知る方法もある。そのためには重力レンズ効果が有効であり、スローン・デジタル・スカイサーベイのデータに基づいた重力レンズクェーサー探査計画に参入し、数々のレンズ天体を発見した。この計画ではサンプルの統計性に深く注意を払っているため、今後の宇宙論的議論に欠かせない重要なカタログとなる。本研究課題は、質量分布と銀河分布の食い違い「バイアス」を、「空間的バイアス」と「速度バイアス」の二つの視点から、二点相関関数や高次統計量を用いて研究するものである。本年度は「位置バイアス」に関して3本の論文を出版した。Yahataらとの共著論文では、遠方まで存在し大きなサーベイ体積を取ることができるSDSSクェーサーを用い、100Mpcスケールの二点相関関数を測定した。その結果、クェーサーは強くバイアスされている天体であることがわかり、またその二点相関関数の振舞から宇宙に存在するバリオン量に制限を与えた。この研究は、極近年話題になっているバリオン音波振動を用いた宇宙論パラメータ制限の先駆け的研究である。Zehaviらとの共著論文では、論文の鍵となる二点相関関数の測定を独立に行い、測定の正確性を確実にした。この論文ではさらに、銀河の大規模構造の中で位置が銀河性質と密接に関わっていると仮定して分布のモデル化を行うことに成功した。Nicholらとの共著論文では、三点相関関数の測定を行った。この中で、SDSSに見出された数Mpcにわたる巨大な構造"Sloan Great Wall"の存在が、三点相関関数へ大きな影響を及ぼすことを初めて明確にした。研究計画のもう一つの柱である「速度バイアス」に関しては論文出版にまでは至っていない。しかし、銀河の速度分散を、モデルを仮定することなく測定できる新しい方法を開発し、日本天文学会2006年春季年会に於いて発表を行った。この研究では、銀河の速度分散の絶対光度依存性を調べ、その依存性が現在考えられている銀河形成モデルでは説明できないという可能性を示した。これはつまり、大きな「速度バイアス」が存在することを示唆している。来年度はこの測定をより正確なものにしていくことを目指し、速度バイアスへの理解を深める。
レーザーマイクロプローブによる高速噴霧微粒化過程の解明

レーザーマイクロプローブを用いて,ディーゼル燃料噴霧液滴の速度およびサイズを計測した.サイズが約0.5μmのオイルミストを空気流動のトレーサーとして供給し,液滴とオイルミストの速度差から液滴ウエーバー数を評価した.噴霧中心から噴孔径の約5倍の位置で液滴のサイズ減少および数密度増加が観察され,この位置で液滴ウエーバー数10程度の液滴が観察されたことから,バグ分裂が生じているものと判断された.レーザーマイクロプローブを用いて,ディーゼル燃料噴霧液滴の速度およびサイズを計測した.サイズが約0.5μmのオイルミストを空気流動のトレーサーとして供給し,液滴とオイルミストの速度差から液滴ウエーバー数を評価した.噴霧中心から噴孔径の約5倍の位置で液滴のサイズ減少および数密度増加が観察され,この位置で液滴ウエーバー数10程度の液滴が観察されたことから,バグ分裂が生じているものと判断された.(1)速度・サイズ同時計測システムの構築高速噴霧が微粒化過程にあるときすなわち液滴が高数密度で存在するときの、液滴分裂の要因である液滴速度と液滴分裂の結果である液滴サイズを同時に計測するために、光学系のビームスプリッタを新たに設計・製作した。その結果、2つの焦点からなるレーザーマイクロプローブ(Laser2-Focus;L2F)において2焦点間の距離を17μmに縮小できた。さらに、液滴の飛行時間および散乱時間をクロック周波数160MHzで計測して液滴の速度およびサイズを高精度で求める信号処理系を新たに設計・製作した。また、液滴の全数計測を意図して15MHzの高データ取得周波数に向上させた。(2)噴霧コア部における微粒化過程の計測直径が0.113mmの微細噴孔から大気中に間欠噴射される軽油噴霧について噴孔から15mm30mmの位置における液滴の速度とサイズを(1)で構築されたシステムを用いて計測した。コモンレール燃料噴射システムを用いて噴射圧を40MPaに設定し、L2Fにより測定される液滴の質量の積分値が実噴射量とほぼ一致することから、L2Fが分裂過程にある全ての液滴の計測を行うことができるものと判断された。(3)液滴の速度・サイズと周囲空気速度の計測サイズが0.5μmのオイルミストは空気流動に追随するため、オイルミストを含む空気中に噴射される軽油噴霧液滴の速度およびサイズを計測し、サイズ0.5μmの液滴の速度データを空気速度として取り扱って、液滴速度と空気速度の差、すなわち相対速度を代表速度としてウエーバー数を評価した。その結果、噴射圧が40MPaにおける噴孔下流25mmの位置では、バグ分裂が生じるウエーバー数12以上の液滴が存在するもののその割合は少ないことから、液滴分裂はほぼ終了しているものと判断された。1.液滴の追いつきの評価:数値解析コード:KIVA-3Vを用いて液滴分裂の数値解析を行い、大きい液滴による追い付きの生起確率は小さい液滴による追い付きの生起確率より高いこと、また、生起確率は液滴分裂よって変化することを確認した。次に、レーザーマイクロプローブ(Laser 2-Focus; L2F)を用いて噴射ノズルから15mmおよび25mmだけ離れた噴霧中心における液滴の速度・サイズを計測し、解析結果と同様に大きい液滴による追い付きの生起確率は小さい液滴による追い付きの生起確率より高いことを明らかにした。2.噴孔近傍液滴サイズ分布が液滴分裂に及ぼす影響:KIVA-3Vによる噴霧解析において、噴孔出口における初期条件として単一サイズを設定する場合、あるいはザウタ平均サイズが噴孔径となるχ2分布を設定する場合に比べて、L2Fによる噴孔近傍液滴サイズ計測結果に基づくサイズ分布(自由度を5.5とするχ2分布)を設定する場合は、噴霧コア部液滴のL2Fによる測定結果を良好にシミュレートできることを明らかにした。3.噴霧内液滴質量分布の評価:噴孔から10mm下流の噴霧軸に直角な断面で液滴の速度・サイズの計測を行い、単位時間に観測される液滴数から液滴質量の空間分布ならびにその時間変化を評価した。L2F測定により見積もられた燃料質量は重量法によってもとめられた質量の83%であり、噴孔近傍の高数密度場における質量分布の評価が可能であることを明らかにした。さらに、液滴の速度ならびに質量流量は噴霧中心部で最大であり噴霧外縁部に向かって減少すること、また、質量流量は噴霧先端近傍で最大になることを明らかにした。
鋼溶接継手の曲げ疲労き裂の発生・進展に及ぼす板厚の寸法効果の影響

鋼溶接継手の溶接止端における曲げ疲労き裂の発生・進展に及ぼす板厚の寸法効果の影響を明らかにするために、SM50A鋼板を用いたリブT形すみ肉溶接継手について両振4点曲げ疲労試験を実施した。試験片の主板厚は12,25,38mmの3種類とし、12と25mm厚の試験片は38mm厚鋼板を片面より切削加工しており、リブを溶接する前に加工したものと溶接後加工したもの、2種類とした。得られた主な結果は以下に示す。(1)疲労強度への影響が大きい溶接止端形状のうち切欠半径Pは板厚が増加するにしたがって小さくなり、応力集中係数は大きくなる。(2)主板に用いた鋼板素材の疲労試験と疲労き裂進展試験を行い、素材の疲労曲線と応力比が-1から0.5まで適用できるき裂進展速度式を求めた。(3)溶接止端近傍の溶接線に直角方向の残留応力はリブを溶接する前に主板を切削したものは引張、リブ溶接後切削したものは圧縮となる。(4)表面き裂の進展性状については、溶接のままのものでは、き裂が溶接線方向と板厚方向へ同時に進展するのに対し、応力除去焼鈍したものでは、溶接線方向へのき裂進展が先行し、その後板厚方向へ進展する。(5)疲労き裂の発生については、主板厚が大きくなるにしたがって、寿命値は低下する。応力除去焼鈍の寿命値向上への効果はみとめられない。(6)破壊寿命値は溶接のままのものでは、主板厚が大きくなるにしたがって著しく低下する。応力除去焼鈍したものおよび圧縮残留応力をもつものでは、破壊寿命が延び、板厚の寸法効果の影響がほとんどみとめられない。以上のように、溶接止端における曲げ疲労き裂の発生・進展には、溶接残留応力の影響が大きく、板厚の寸法効果の影響についても、残留応力の分布ならびに大きさと平均応力とを関連づけて調べる必要がある。
山陰の豊かな自然を活かした小中学校の理科野外学習プログラム「青空寺子屋」の開発

理科学習の中でも野外学習を伴うものは、その観察学習の実施率が低い。それは、自然自体の多様性により観察対象物が、地域や場所ごとに変化するという本質に由来するものである。また、学校外に観察対象があるため、時間や費用、また観察対象となり得る適当な場所の確保も問題である。本研究では、上記の課題解決のため、学校を支援するための野外学習プログラムの開発・実践を行った。小学6年「土地のつくりと変化」、小学5年の「流れる水のはたらき」の単元において地点の選定、学習の実施などのプログラム化に成功した。本取組期間に延べ、39校園、生徒児童数で1515名にプログラムを提供できた事は、本取組の大きな成果である。本研究は、小中学校への学習支援の一貫として、野外学習のプログラム開発を「青空寺子屋」と称し、理科の新しい学習スタイルの確立を目的として行った。具体的には、小中学校の理科単元のうち地学分野において、地域の河川や地層・岩石を学ぶ上での教材化ともに実践授業を行った。平成25年度は、これまでの教育実績をもとに、斐伊川を用いた河川での野外学習教材「青空寺子屋」を検証し、公立小学校に対して9回の野外学習主を実施することができた。その学習内容の内訳は、小学校では5年生理科単元「流れる水のはたらき」で3回、6年理科単元「大地のつくり」で野外学習で6回行った。平成25年度は斐伊川(島根県東部)を教材化し実践した。また、江の川(島根県中部)、高津川(島根県西部)、日野川(鳥取県西部)について授業実践のための模擬授業を実施した。土地のつくりの学習では、平成25年度は、島根半島(島根県東部)、および隠岐の島を教材化し授業実践および模擬授業を実施することができた。なお、授業実践は行っていないものの三瓶山(島根県中部)、大山(鳥取県西部)については事前調査を継続して行った。中学校の野外授業の実施については検討を重ねているが、生徒数の問題、移動手段の問題等があり、平成26年度に向けた継続した課題となった。なお、野外にて迅速・簡便に化学分析のできる携帯型の蛍光X線分析装置は、研究の中心的な教材として位置づけるが、25年度では分析の精度や調整、野外での学習場面での活用の場面設定ができた。平成26年度は、いよいよ学習活用について実施する予定である。具体的には、小中学校の理科単元のうち地学分野において、地域の河川や地層・岩石を学ぶ上での教材化を行った。平成24年度は、これまでの教育実績をもとに、斐伊川を用いた河川での野外学習教材「青空寺子屋」を構築し、公立小学校に対して7回の野外学習主を実施することができた。その学習内容の内訳は、小学校では5年生理科単元「流れる水のはたらき」、で3回、6年理科単元「大地のつくり」で野外学習で4回行った。平成24年度は斐伊川(島根県東部)を教材化し実践した。また、江の川(島根県中部)、高津川(島根県西部)、日野川(鳥取県西部)については実践授業は行っていないものの教材化のための調査を実施した。土地のつくりの学習では、平成24年度は、島根半島(島根県東部)、を教材化し授業実践することができた。なお、授業実践は行っていないものの三瓶山(島根県中部)、隠岐地域(島根県隠岐)、大山(鳥取県西部)については事前調査を行った。中学校の変動する大地の単元では、小学校との学習の連続性を考慮・意識して、小学校「土地のつくり」の単元と同地域・同地点で行うことを計画し、室内授業において学習を実施した。中学校の野外授業の実施については来年度の課題でもある。なお、野外にて迅速・簡便に化学分析のできる携帯型の蛍光X線分析装置は、研究の中心的な教材として位置づけるが、24年度では分析の精度や調整、野外での学習場面での活用の仕方など、その学習活用方策について整理することができた。本研究は、小中学校への学習支援の一環として、野外学習のプログラム開発を「青空寺子屋」と称して、理科の新しい学習スタイルの確立を目的とした取り組みである。具体的には、小学校では理科単元のうち地学分野において、地域の河川や地層・岩石を学ぶ上での教材化と実践教育・研究を行った。平成26年度は最終年度にあたり、これまでの教育実績をもとに、斐伊川を用いた河川学習、島根半島を用いた地層学習を継続実施・検証した。最終年度は10回の野外学習を実施することができた。

特に、幼稚園、中学生、高校生においても実践できたことは、これまでの本取組の成果が幅広く、多様な児童・生徒の発達段階においても学習教材として活用可能なことを示した。また、現場での迅速な化学分析ができる装置については河川のおける水平的な堆積物の分布について、流れる水との位置関係から、鉄分をはじめ大きな違いがあることが明らかとなった。これは、小学校5年理科単元「流れる水のはたらき」において、肉眼観察に加えて定量的な分析においても生徒・児童にその現象を呈示できる結果であり、教材開発上の大きな成果となった。理科野外学習は、指導要領上ではその実施が、生徒・児童の内容理解にとって大きな役割を果たすことが明記されているにも関わらず、その現場教育での実施率は低いのが現状である。今回の研究により、地域ごとにその学習内容の詳細にこそ違いがでてくることが予想されるものの、野外学習の進め方(教材化)や、野外学習を進める上での支援の方法について明らかにすることができた。今後は、野外学習を単元目標のみに終わらせずに、総合的な学習の時間をはじめ、防災教育、故郷教育などと連携した内容として開発を進めることが課題である。理科教育、環境教育、地質学本研究は、小学校や中学校の理科授業において、その実施が地域的、時間的、費用的、教師の力量的に比較的難しいとされる野外学習に対する学習支援を目的に多数の学校と関わることが重要であり、本年度は2年次としてほぼ予定どおり実践実行する事ができた。平成25年度は8回におよぶ野外学習を実施することができ、当初予定の地域の河川や地層・岩石を学ぶ上での教材化を行う事ができるとともに実践授業を行う事ができた。地域的に、当初目標の地域への関わりが、やや遅れている地域(島根県の西部地域)もあるが、プログラムの開発的にはその内容面、教材の質的な部分(完成度)において、目標よりも進んで実行できている。以上のような進行を勘案して、おおむね順調であると判断している。本研究は、小学校や中学校の理科授業において、その実施が地域的、時間的、費用的、教師の力量的に比較的難しいとされる野外学習に対する学習支援を目的に多数の学校と関わることが重要であり、本年度は初年度としてそれを実践実行する事ができた。平成24年度は7回におよぶ野外学習を実施することができ、当初予定の地域の河川や地層・岩石を学ぶ上での教材化を行う事ができるとともに実践授業を行う事ができた。地域的に、当初目標の地域への関わりが、やや遅れている地域(島根県の西部地域や隠岐地域)もあるが、プログラムの開発的にはその内容面、教材の質的な部分(完成度)において、目標よりも進んで実行できている。平成26年度は、研究期間最終年度であり、それ以降は、本研究で実践授業を行った学校に対して同単元・同内容で継続して野外学習を行うことをめざし、プログラム・教材の完成度を向上させる。その事により、新たな学校への情報提供を行うとともに学習連携する新たな学校先の確保を目指す。なお、学習支援を行う学校のうち新たな学校を小学校2校、中学校1校程度増やし、プログラムの検証と学習支援のネットワークを拡大させるための方策を構築する。具体的には教員同士の勉強会や研究会(青空寺子屋研究会)を有効に活用し様々な教科・単元の野外学習への水平展開をはかりたい。つまり、学習支援を行った学校の実践報告を通して野外学習の方法、効果、問題点などを報告、議論できる場を継続的に提供するとともに現場教員の声をプログラムに反映させる。