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アルツハイマー病の分子遺伝学的研究

家族性アルツハイマー病の遺伝子座(FAD)の解析に関しては、わが国においても第14染色体(14q24.3)に連鎖する早発型家族性アルツハイマー病家系の存在が確認され,さらにFAD遺伝子の候補領域がD14S277とD14S53の間の8cMに存在することが明らかにされた。今後その原因遺伝子の究明に大いに寄与するものと期待される。また,14q24.3領域のFAD遺伝子のポジショナルクローニングに向けて,ゲノムDNAの物理地図の作製と,同領域における発現遺伝子の解析が順調に進んでおり,3つの新たな候補遺伝子の同定がなされ,現在FAD遺伝子かどうかの解析が行われている。アルツハイマー病と同様の脳病理所見を示すダウン症については,第21染色体のダウン症関連領域(DS領域)の1.8Mb領域について約94%をカバーする最大約900kbの4つのコンティーグを完成させた。さらに同領域から59個のエクソン,14種のcDNAを単離した。アルツハイマー病の危険因子としてのApoE4に関しては,従来から言われていた遅発型アルツハイマー病の危険因子であるばかりでなく,早発型アルツハイマー病を含めてアルツハイマー病に共通する危険因子であることを証明した。またApoE4の存在が側頭葉病変を強くすること,老人脳においてアルツハイマー病的な変化が加速されて出現することを見出した。アミロイドβタンパクについては,Aβ(1-40)Aβ(1-42)の発現系を用いて検討したところ,Aβ(1-40)は細胞外に分泌されやすいのに対して,Aβ(1-42)は細胞内に蓄積しやすいことが判明し、アルツハイマー病におけるAβ(1-42)の重要性が示唆された。家族性アルツハイマー病(FAD)については,APP遺伝子についての詳細な解析を行い,このうち最も大きい1家系について患者APP遺伝子の全エキソンの塩基配列の解析を終え,APP遺伝子には変異を認めず原因が他の遺伝子にあることを証明した.わが国でこれまで見いだされたAPP遺伝子に717Val→Ile変異を有する全家系5家系について連鎖不平衡が認められないことから,この変異は独立に生じたものと考えるのが妥当であると結論した.第21染色体のNotI制限酵素地図が完成し,現在YAC,P1クローンを用いてコンティーグ化が進行中である.また,第21染色体から新たな3種類の遺伝子が単離された.40才以降のダウン症の脳において,APP751と4-リピートタウの協調的発現が消失していることを明らかにし,アルツハイマー病における病態機序と関連する可能性が示された.FAD遺伝子のmajor locusと考えられている第14染色体についても,密接に連鎖していることが証明されているD14S42を用いて新たな酵母人工染色体クローンを単離した.APPの生物学的機能については,全長のAPP cDNAを胚性がん細胞に導入し神経細胞に分化させたところ,細胞内にAPPのC端末が蓄積し,神経細胞が選択的に変性した.またグリオーマ細胞ではリソゾーム活性を低下させることによって,APPのC末端断片が蓄積し,細胞死をおこすことが明らかとなり,細胞内でのAPPの代謝障害よって生じたAPPのC端末断片が,細胞内部から毒性を示すことが明らかとなった.ヒト神経成長抑制因子(GIF)cDNAがクローン化され,アルツハイマー病脳において,特に神経原線維変化(NFT)の著しい脳においてメッセンジャーRNAレベルでのdown-regulationがあることが明らかにされた.前頭葉にNFTの認められた進行性核上性麻痺症例でGIFの発現低下を認め,NFTの出現にいたる病態にGIFが関連している可能性が示唆された.家族性アルツハイマー病について,第14染色体に連鎖する可能性の高い家系を見いだした。早発型家族性アルツハイマー病の遺伝子座として,第14染色体14q24.3がmajor locusであるとして注目されているが,この領域のゲノムDNAを酵母人工染色体を用いたクローン化を行いコンティーグを作製しつつある。これら酵母人工染色体クローンから発現遺伝子を多数同定した。そのうちの一つがラミニンレセプターであることが判明し,家族性アルツハイマー病の原因遺伝子かどうかの検証を行っている。今後,さらに多数の発現遺伝子を14q24.3領域から単離していく予定である。アミロイド前駆体タンパクの生理作用については,C末端断片の細胞毒性が分裂静止期の細胞や分裂終了細胞であるニューロンに強く見られることを見いだし,分泌型アミロイド前駆体タンパクは増殖性細胞である神経幹細胞に対して増殖活性を示すことを明らかにした。第21染色体に関しては,マクロ制限酵素地図が完成した。アルツハイマー病と同様の脳病理所見を呈するダウン症の原因遺伝子の同定をめざし,21q22.2の領域に関して本年度の研究で112個のP1クローンを得て,この領域のコンティーグ化の作業が順調に進んでいる。また,ダウン症においてAPP-751とタウの相互の遺伝子発現の様式が破壊されていることを明らかにした。一方,孤発性のアルツハイマー病の危険因子として注目されているapolipoprotein E4(ε4)に関して,わが国においてもε4の遺伝子頻度が正常コントロールに比較して約3倍高く,アルツハイマー病の危険因子として作用している可能性が高いことを見いだした。

従来は,このapo-E4は遅発型アルツハイマー病の危険因子として脚光を浴びてきたが,遅発型のみならず,早発型の孤発型アルツハイマー病においても同様に危険因子として作用していることを明らかにした。神経成長抑制因子についてはヒトおよびマウスのゲノム構造の詳細を明らかにした。家族性アルツハイマー病の遺伝子座(FAD)の解析に関しては、わが国においても第14染色体(14q24.3)に連鎖する早発型家族性アルツハイマー病家系の存在が確認され,さらにFAD遺伝子の候補領域がD14S277とD14S53の間の8cMに存在することが明らかにされた。今後その原因遺伝子の究明に大いに寄与するものと期待される。また,14q24.3領域のFAD遺伝子のポジショナルクローニングに向けて,ゲノムDNAの物理地図の作製と,同領域における発現遺伝子の解析が順調に進んでおり,3つの新たな候補遺伝子の同定がなされ,現在FAD遺伝子かどうかの解析が行われている。アルツハイマー病と同様の脳病理所見を示すダウン症については,第21染色体のダウン症関連領域(DS領域)の1.8Mb領域について約94%をカバーする最大約900kbの4つのコンティーグを完成させた。さらに同領域から59個のエクソン,14種のcDNAを単離した。アルツハイマー病の危険因子としてのApoE4に関しては,従来から言われていた遅発型アルツハイマー病の危険因子であるばかりでなく,早発型アルツハイマー病を含めてアルツハイマー病に共通する危険因子であることを証明した。またApoE4の存在が側頭葉病変を強くすること,老人脳においてアルツハイマー病的な変化が加速されて出現することを見出した。アミロイドβタンパクについては,Aβ(1-40)Aβ(1-42)の発現系を用いて検討したところ,Aβ(1-40)は細胞外に分泌されやすいのに対して,Aβ(1-42)は細胞内に蓄積しやすいことが判明し、アルツハイマー病におけるAβ(1-42)の重要性が示唆された。
異年齢期カップリングの発達学：子どもの生きづらさを超えるための学際的協働

(1)『Development概念の転換・再考』研究会を開催し、理論と実践の観点から異年齢・多世代・多様性をキーワードとする発達と教育の課題を議論した。その際、本課題の方法である学際的協働として、心理学、教育学、社会学、歴史学、特別支援教育、社会教育等の専門から話題提供と討論を行った。その結果、現代において人間研究の分析単位をどう設定するかの問題が、社会における研究営為の意味や位置の更新に関わり、異年齢への着眼もそこに焦点がある事等が議論された。(2)2年次末に発行した報告書『未完のムクドリ:多世代多様な場で起きていること』をテキストに、「『未完のムクドリ』を読む:発達心理学と社会教育学の対話から2」を開催し,地域における多世代多様な居場所の実践が現代社会に投げかける問いと、それを発達・教育研究の課題としてどのように引き取るかという課題が議論された。(3)核家族化・生活環境のハザード化・親子の孤立(親子カップリング)・早期競争的環境といった現代子育てを取り巻く環境の縮図として、“魔の2歳児"など、この2,30年で否定的なラベリングがつきまとってきた<2歳児>の発達像を相対化するために、2歳児の多様性を析出するための公開フォーラムを開催した。保育所、幼稚園、地域子育て支援拠点等における2歳児の多様な姿を確認するとともに、子育て状況や保育情勢についてデータに基づき検討した。(4)昨年度に引き続き、異学年協同活動をカリキュラムの核に据えた国立小学校において観察調査を実施した。昨年度との違いは、第一に調査の開始時期を5月として2つの活動グループを抽出した上で、活動内容をグループ内で相談する様子から観察を開始した。第二に、身体の振動情報をもとに対人コミュニケーション行動をセンシングするツールを児童および教師に装着させて、活動中の対人行動を測定したことである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。以下の6点を中心に研究を進めた。(1)多世代交流広場実践を対象とした研究。A)札幌市内の多世代交流広場を対象に,定期的なスタッフとのカンファレンスを通して,世代やバックグラウンドの多様な人びとが日常的に交流する生活空間を構築することの意味,そこで起こる出来事の質の分析,スタッフの役割を考察することによる「支援」構造の検証。B)札幌市内の2つの多世代交流広場を対象とした予備的なフィールド調査。(2)保育所における異年齢保育に関する文献検討および理論的考察。(3)規範意識等に関する調査をもとに、小学生と中学生の比較検討を行った。その結果、小・中学生という年齢期間の差異も認められたが,それ以上に性差による違いが顕著であった。今後に向け,性差を取り込んだ調査計画が求められることが確認された。(4)小学校での異学年協働型カリキュラムの効果に関する大規模調査に向けた予備調査を行った。小学校1校に協力を依頼し、1,3,4,5年生各1学級および異学年混合学級において児童と教師に対面コミュニケーションを測定するセンサを装着してもらい、活動の様子を定量的に比較した。(5)歴史研究として,主に関連先行研究の検討と情報収集を行った。A)1930年代日本の青年学校、特に企業付設私立青年学校に関する先行研究をレビューした。地方から都市部への人口移動にともなう社会と青年層の変容を整理した。B)同時期の農村社会の再編過程として農村経済更生運動や郷土教育運動をレビューした。村や産業のたて直しのために「研究」や「観察」が青年層の学習として導入された点が注目される。C)村落社会の子ども・青年集団の組織化の歴史的変遷をたどることのできる資料を探索した。(6)発達障害等をもつ異年齢の子どもと大学生等が参加するサマーキャンプに参与観察を行い,今後の調査のための撮影とノートテイクを行った。現在までの進捗状況は,概ね順調に展開していると考えている。4年間の研究機関の内,平成27年度は調査の基盤整備,各種の予備調査,資料・史料等の収集を中心とし,2年次の調査に向けた体制づくりと仮説生成を重視していたが,その目的は大体において達成されたと考える。特に,多世代交流広場をフィールドとした研究は徐々に研究成果として形になりつつあり,平成28年度の上半期には研究成果報告の第一弾を上梓できる運びである。学際領域による共同研究の体制としても,5月にキックオフミーティングを開催したほか,3月には外部ゲストを呼んでの公開研究会を開催し,2年次における研究課題の深化に向けて,新たな刺激を得ることができた。今年度は,主として以下の5点を推進した。(1)多世代交流ひろばの実践者とともに,人間の成長・発達における多世代多様な場のもつ意味について共同研究を行い,『未完のムクドリ:多世代多様な場で起きていること』と題した研究報告書を刊行した。その主たる内容は,1当該実践の成立の経緯と現在の課題について,2多世代多様な場ではどのような出来事が起き,それらがどのように人びとに意味づけられているのかについて,座談会およびカンファレンスを通した支援者論文,更には研究者による実践の発達心理学的分析と,当該実践の歴史的意味を考察するための子育ての社会史分析,から構成された。(2)3歳未満児を含む異年齢保育実践に関する文献レビューを進めるとともに,次年度に向けて乳児期からの異年齢保育に取り組んでいる実践者との交流に着手した。

(3)小学校における異学年協働活動の教育効果を検討するため,児童の参加の仕方を観察及びウェアラブルセンサを用いた身体リズムデータを収集・分析した。(4)居場所づくりにかかわるNPOなどの協働による地域づくりプロジェクトを,参加型アクション・リサーチの手法によって推進する研究に着手した。(5)札幌市の小中学校27校約2,600人を対象に、学校生活、家庭生活、学習、居場所および人間関係についての調査を行い結果を報告書としてまとめた。(5)「発達」概念を能力観の変遷とともに分析・検討する連続研究会を開催し,教育思想,学力論,インクルーシブ教育の領域からゲストを招聘して議論を行った。研究の主たる課題であった多世代多様な場づくりにおける異年齢期の人びとの関係の質や発達,そこでの支援のあり方について現場との共同研究成果を刊行することができた点で有意義な年度であった。更に,次年度以降の研究のための実践現場との協働体制,文献や資料等の収集・検討も進めることができたこと,発達概念に関する連続研究会による学際的議論も行うことができ,3年目に向けて実現すべき検討課題が明確になってきたことから,おおむね順調に進展していると評価できる。今年度は,2年次までの研究成果をもとにした普及・社会還元活動を中軸に置きつつ,継続する調査も着実に進め,翌年度に向けた議論の整理を行った。以下,概要を整理する。(1)昨年度末に発行した研究成果報告書『未完のムクドリ:多世代多様な場で起きていること』を契機としたフォーラム「人の育ちを支える場ってナンだろう:『多世代多様な場』の可能性」を札幌市にて開催した。異年齢・多世代交流に関心をもつ実践者と発達心理学・社会教育学・臨床心理学等の研究者が集い,その実践性と人間発達理解の新展開について議論した。また,関連企画として,「『未完のムクドリ』を読む:発達心理学と社会教育学の対話から」を開催し,人間の成長・発達に関する領域間のアプローチの違いと,総合的アプローチについて議論を行った。加えて,札幌市内において地域ぐるみでの居場所づくりのプロジェクトとの共同研究も進めている。(2)近接テーマにて研究を進めている神戸大学の研究室との共催として,公開研究会「『同年齢』保育・教育をちょっと疑ってみる:異年齢保育・教育&多世代交流の可能性」を神戸市にて開催し,テーマに関心を持つ教師・保育者,大学院生や研究者が集い,異年齢・多世代の実践性と発達研究について議論を行った。(3)教育実践に係る研究活動として,次の3点を進めた。第1に,昨年度に引き続き,異年齢協働活動をカリキュラムに位置づける国立小学校において観察調査を実施した。第2に,発達概念の転換と学校教育改革の現状を分析する研究会「学校、発達、限界線上の学び」,異年齢・異学年の教育活動を推進する保幼小中高の実践報告をもとにその理論的・実践的含意を抽出するフォーラム「異年齢・異学年から子どもの育ちと学びを考える:『あこがれ』と『いたわり』を越えて」を開催した。第3に,昨年度に引き続き札幌市内の小中学生の生活実態に関する大規模調査を行った。当初計画していた実験的アプローチおよび歴史研究の側面が十分に進んでいるとはいえないため。
加齢による社会活動の変化にともなう言語使用の変化に関する研究

前年度までと同じ枠組みによるインタビュー調査を北海道と関西において継続して調査を完了させるとともに、東京都の専門学校生を対象とするアンケート調査を実施した。また、研究全体のまとめとして冊子体による研究成果報告書を作成した。インタビューの内容は、若年層の頃(主として中学生・高校生)と比べ現在の自分の言葉で変化したところはないか、変化があった場合いつ頃、何きっかけに、なぜその言葉を使い始めたのか等を中心に、基本的に23人のグループ単位で自由談話に近い形で行なった。回答者は基本的に地元で生まれ育った成人とした。インタビューは全体を録音し、事後に概要をアルバイタに文字化させ、それを分析した。インタビュー調査は、6月下旬に関西(京阪神中心)で12人、7月中旬に積丹町・古平町・札幌市で21人に対し実施した。北海道では前年度まで札幌市で調査を実施したが、方言の使用がより濃厚な地域も含めるべきであると考え、今年度は積丹町・古平町においても実施しか。なお、補足的な調査として、首都圏で7月・8月に2人調査した。3年間継続して実施したインタビュー調査により、北海道49人、関西47人、首都圏3人、計99人から回答を得た。また、アンケート調査については、北海道(札幌市)710人、関西(姫路市)515人、東京都850人、計2075人から回答を得た。7月上旬に研究チームで行なった検討会の結果を受けて、9月上旬に札幌市で、12月上旬に姫路市で、主として地元の成人を対象とするインタビュー調査を実施した。インタビューの内容は、若年層の頃(主として中学生・高校生)と比べ現在の自分の言葉で変化したところはないか、変化があった場合いつ頃、どんなきっかけで、なぜその言葉を使い始めたか等を中心に、基本的に23人のグループ単位で自由談話に近い形で行なった。インタビューは全体を録音し、事後に概要をアルバイタに文字化させ、分析のための備えとした。インタビューできた人数は計28人(16グループ)であった(札幌12人=7グループ、姫路16人=9グループ)。インタビューの結果、加齢変化がいろいろな人に共通して見られる可能性が考えられる表現については、量的側面から安定した情報を得るために、札幌と姫路の若年層(主として卒業年次の専門学校生・大学生)を対象とするアンケート調査を実施した。中高年層で使う者が少なからずいることの確認も必要だが、若年層で使う者が少ないということの把握も本研究課題では必須だと考えたからである。回答者のうち有志については、卒業後社会人となってからインタビューを行ない、学生時代との異同を確認することとした(2年次以降に実施)。また、回答者の一部については、回答者を通じて両親に回答を依頼し、現在と中学・高生時代とを比較する形でのアンケートを行なった。意識を通じてではあるが、実時間による変化の有無を探ろうとした。アンケートの回収数は学生943人(札幌516人、姫路427人)、親50人(札幌46人、姫路4人)であった。7月中旬に札幌市で、また8月から9月にかけて関西(主として京阪神)で、地元の成人を対象とするインタビュー調査を継続した。インタビューの内容は、若年層の頃(主として中学生・高校生の頃)と比べ現在の自分の言葉で変化したところはないか、変化があった場合はいつ頃、どんなことをきっかけとし、なぜその表現を使い始めたか等を中心に、2人前後のグループ単位で自由談話に近い形で行なった。インタビューは全体を録音し、事後に概要をアルバイタに文字化させ、分析の備えとした。インタビューした人数は計31人(20グループ)であった(札幌16人=9グループ、関西15人=11グループ)。これに加え関西では、昨年度実施した若年層に対するアンケート調査の結果を解釈する上で参考情報を得るためのインタビューを、大学生4人(2グループ)を対象に実施した。昨年度実施したアンケート調査については、新たな項目を若干追加し、札幌市と姫路市の若年層(専門学校生)を対象に今年度も実施して回答者数を充実させた。今年度のアンケートの回収数は362人(札幌227人、姫路人135)であった。なお、昨年度までの調査で得られた結果については、社会言語科学会(第20回大会)において中間的な発表を共同で行った。

3年間継続して実施したインタビュー調査により、北海道49人、関西47人、首都圏3人、計99人から回答を得た。また、アンケート調査については、北海道(札幌市)710人、関西(姫路市)515人、東京都850人、計2075人から回答を得た。
機械学習に基づくスロー地震および噴火シグナル検知手法の開発

地震発生帯や火山では、様々な地動シグナルの観測から、震源断層やマグマ溜まりで起きている現象を解明するための研究が行われている。近年の研究により、地震発生帯におけるスロー地震の発見と巨大地震に先行するイベントの存在から「非火山性微動」モニタの重要性が、火山地域では噴火に伴う「火山性微動」モニタの重要性が指摘されている。本研究ではこれらのシグナル判別、分類の手法として、機械学習(MLM)によるシグナルの自動認識に着目する。本研究ではMLMによる、効果的なシグナルの判別手法の開発を行い、微動シグナルのモニタ能力とその発生源である自然現象の監視能力の向上を図る。
地域の水と命の環を学ぶ科学教材の開発：東海丘陵の湧水湿地と生物多様性

東海地方を代表する陸水環境である湧水湿地を用いて、地域の自然環境について実感を伴い学ぶことができる教材の開発を行った。まず情報が極めて少ない湧水湿地の水質の特性を明らかにするために2年間の観測を行った。その結果、珪酸濃度から、湧水が滞留している地質を、電気伝導度と溶存無機態窒素濃度から人間活動の影響を推定できることがわかった。名古屋市と豊田市での観測結果から、人間活動は湧水水質に大きな影響を及ぼしていることが明らかになった。これらの観測結果を用いて、小学校5年生「理科」の「流れる水の働き」の単元で授業実践を行い、湧水は自然と人間との関係を理解させる教材として適していることが確認された。本研究の最終目的は、限りある資源の1つになりつつある淡水について、義務教育(小学校中学校)の児童、生徒に実感のこもった理解をもたらすことのできる教材およびカリキュラムの立案と実践である。具体的には、勤務地である東海地域に特徴的な淡水環境である「湧水湿地」を対象にし、1その自然環境の実態、2湧水湿地を巧みに利用してきた人の暮らし、3開発によって急速に失われつつある湧水湿地の保全の意義、の3点を組み合わせることを目指している。2015年度は、1を研究の中心に据えた。将来の教材化をにらみ、詳細な季節変化に関する調査は、名古屋市の市街地にありながら湧水で涵養されているビオトープを持つ椙山女学園大学附属小学校で行った。比較対象として、2015年9月11月に地下水を用いた日進市立西小学校、名古屋市立如意小学校、水道水を用いた名古屋市立引山小学校、椙山女学園大学星ヶ丘キャンパスのビオトープで調査を行った。さらに、椙山小学校のビオトープは、湧水に富む尾張丘陵末端に位置することから、人為的な影響を強く受けていると考えられ、それを把握するために人為的な影響が殆ど無い尾張丘陵東部から椙山小学校までの標高140m26mの間に位置する20ヶ所の湧水と源流の水質を2016年3月に調査した。椙山小学校のビオトープの水質は、溶存無機態窒素濃度(アンモニア+亜硝酸+硝酸)が35 mg/Lであるのに対し、リン酸態リン濃度は0.0030.010 mg/Lであり、1年を通じ窒素に比べ、リンが極端に少ない環境であることがわかった。尾張丘陵東部から椙山小学校までリン濃度は大きな変化が見られなかったが、窒素濃度は尾張丘陵東部から椙山小学校の湧水の水源となる東山までは0.050.10 mg/Lと低い値であったが、東山を通過後、急激に上昇していた。窒素は人為的に負荷されることが実感できる結果となった。湧水湿地は東海地域の重要な淡水環境であり、東海丘陵要素と呼ばれる希少な植物群集の生息場所として知られているが、植物群落や動物群集の調査に比べて、それらを育む水質等、水環境の情報は極めて限られている。そのため、教材化することが困難であった。本年度の研究では、水質の詳細な季節変化と広域的な比較を行うことができ、生命(いのち)を育む場としての湧水環境の実態が明らかになった。加えて、教材化には学校現場の協力が不可欠であるが、いくつかの小学校との共同研究を行うこともできた。よって本研究は概ね順調に進展していると判断している。1.湧水の水質調査学校における授業実践の基礎資料とするために、平成27年度に続き、湧水の水質調査を行った。平成27年度から調査を始めた名古屋市千種区山添町の湧水(椙山女学園大学付属小学校敷地内)に加え、新たに4地点の湧水を調査地として設定した。これは、本研究で事例として扱う東部丘陵の湧水水質の一般的な情報を得るためである。追加した湧水は、名古屋市千種区東山の「金明水」、名古屋市千種区本山の湧水、豊田市梅坪の湧水、豊田市八草の湧水である。合計5地点の湧水を月1回の頻度で調査した。さらに湧水の起源となる降水の水質を月1回以上の頻度で調べた。降水は椙山女学園大学星が丘キャンパス屋上で採取した。これらの結果をまとめると、5地点の湧水で共通する水質は、溶存態ケイ酸濃度であった。いずれも810mg/Lであり、同じ地質から湧出していることがわかった。一方で人為的な影響が大きい窒素、リン濃度であるが、リン酸態リン濃度が16μg/Lで地点間の差が見られなかったのに対し、硝酸態窒素濃度は、最も低い八草と東山の湧水で0.05mg/L、最も高い山添の湧水で56mg/Lとなり100倍の濃度差が見られた。硝酸態窒素濃度は、人口密集地帯ほど高く、人為的影響が強いことが推測された。降水のpHは45の酸性を示し、東部丘陵の湧水湿地が酸性である理由は降水の影響であることがわかった。以上の結果を図表にまとめ、教材を作成した。2.小学校5年生への授業実践椙山女学園大学付属小学校5年生を対象に、単元「流れる水の働き」に関係させ、湧水と地域の自然環境に関する授業を行った。流れる水、すなわち河川の始まりが湧水にあり、湧水を持つ椙山小学校は、都市にありながら「水源の小学校」であることを説明した。

ただし、湧水には人間の影響が強く影響することを亜硝酸態窒素の実験から明示し、椙山生に何ができるかを考えさせた。1.東部丘陵の湧水環境の特性2年に渡る調査の結果から、東部丘陵を代表する陸水環境である湧水湿地の水質の特性を明らかにすることができた。東海丘陵の湧水湿地は、シラタマホシクサ、シデコブシ、トウカイコモウセンゴケ、モンゴリナラ等の希少植物(東海丘陵要素)を育む場である。この湿地を涵養する湧水水質は貧栄養で酸性とされているが、その仕組みは説明されていなかった。本研究の結果、人間活動の影響によって湧水水質は富栄養、そして中性、アルカリ性にもなることがわかった。これまで湧水水質が貧栄養で酸性とされていた理由は、東海丘陵は、かつての激しい森林利用から、土壌が未発達で、降水の酸性が中和されず、かつ土壌中の栄養が乏しいため、降水中の栄養成分は植物に吸収されていたことに起因すると思われる。したがって、森林が発達し、人間活動が盛んになると栄養成分、酸性度も大きく変わることが推測された。この仕組みを図表にまとめて教材化を行うことができた。2.学校現場での授業実践湧水を持つ小学校である椙山女学園大学付属小学校5年生を対象に正規の時間内で授業を行うことができた。児童の反応、教員の評価も高く、本研究で作成した教材は有効であったと考えられる。加えて、大学の教員の授業ということで、小学校では行わない本格的な水質分析を行ったが、分析した亜硝酸態窒素は、発色が鮮やかな桃色で児童に強い印象を与え、授業の質を上げるのに役立ったようである。以上、調査、教育実践が上手く噛み合ってきており、本研究課題の進行は順調であると言える。残された課題は、公立の小学校で授業実践を行うことである。椙山小学校は私立学校であり、多様な背景を持った児童が在籍しているとは言い難い。ある程度、裕福かつ文化的な家庭環境にある児童であるため、授業が上手くいったとも言える。1.湧水の水質調査資料を用いた教材の作成:2017年5月で野外観測および観測で得られた試料の水質分析を終えた。5月7月にかけて、これらの結果をとりまとめ、学術雑誌に投稿するための図表作成を行った。さらに、図表を小学校5年生の「理科:流れる水の働き」において教材として利用できるように書き直した。水質の分析結果からわかったことは、半径5km以内に存在する3つの湧水の水質は、基盤地質の指標となる珪酸(SiO2)濃度には大きな違いが見られないにもかかわらず、pH、電気伝導度、硝酸態窒素濃度が、人間活動の増加する地域にある湧水ほど著しく高くなったことである。同時に行った雨水の分析結果から、最も人間活動の影響が小さい湧水では、硝酸態窒素は土壌で吸収され、pHは低いまま流出することがわかった。一方で、人間活動が大きくなる地域にある湧水では、水は中性からアルカリ性になり、主要イオン、硝酸態窒素が負荷されることが明らかになった。不思議なことに窒素と並ぶ富栄養化要素の1つであるリン酸態リンは、ほとんど検出されなかった。2.小学校第5学年「理科」での授業実践:昨年度に引き続き、椙山女学園大学付属小学校にて、12月21日(木)に、第5学年3クラスの児童に対し、単元「流れる水の働き」のまとめとして、「身近にある川の始まり水源の小学校、椙山小学校」と題し、同内容の授業を3回繰り返しで行った。内容は、1椙山小学校の地形は谷間(谷津)であり、かつては川の源流があったことに気付く、2椙山小学校の校庭のビオトープに見られる湧水は名古屋市の都市河川の山崎川の水源である、3亜硝酸態窒素の比色分析を通じて椙山小学校の湧水は人間活動の影響を強く受けていることを理解する、4水源を持つ小学校として、ビオトープと湧水の保全にできることは何かを考える、という4部構成で行った。
コミュニティ・ガバナンスの制度と空間構造に関する日英比較研究

本研究は,自治体内分権制度に代表されるコミュニティ・ガバナンスについて,日英の事例をもとに比較検討するものである.本年度は主として,前年度に引き続き1日本のコミュニティ・ガバナンスの空間構造の類型化のための調査・分析を行うとともに,新たに2イギリスにおいても同様の調査・分析を行った.1については,前年度に引き続き,現地調査により収集したデータをもとに,各自治体のコミュニティ・ガバナンスの空間構造の特徴とその背景について検討した.前年度までは各自治体が導入している分権制度の分析が中心であったが,本年度は分権制度のもとで自治体の部分地域に設置される個別の分権組織についても検討した.後者については,個別の分権組織へのヒアリング調査をはじめ,詳細なデータや資料が入手できた長崎県佐世保市の地区自治協議会および本年度より新たに調査を開始した岩手県一関市の地域協働体について分析を行った.2については,当初より予定していたブリストル市のNeighbourhood Partnershipsに加え,分権組織の会議への参加機会が得られたロンドン・サザーク区のCommunity Council制度について検討した.前者については,Bristol Archiveにて,個別の分権組織の会議記録に加え,一部の組織については組織立ち上げまでの準備状況を記した資料も収集することができた.また,まちづくり団体へのヒアリング調査も行った.後者については,カンバーウェル地区の分権組織の会議への参与観察に加え,Southwark Local History Library and Archive等にて分権組織が設置されている区内5地区に関する資料を収集した.日本の事例に関しては,成果の一部をThe World Social Science Forum 2018及び2019年日本地理学会春季学術大会にて報告した.「研究実績の概要」に記したように,本年度は,日英両国において一部の自治体で個別の分権組織に関する詳細なデータ・資料に基づく分析ができるなど,次年度に予定している最終的なアウトプットのための分析・考察に必要な成果を得ることができた.より説得力のある分析・考察を行うためには,日英双方とも追加調査が必要であるが,次年度に予定している補足調査によって必要なデータ・資料を十分に収集できる見込みである.そのため,総合的には,「(2)おおむね順調に進展している」であると自己評価した.次年度はまず,当初の予定通り,日英の事例の比較分析・考察を通じ,「多様なコミュニティ・ガバナンスの実践を捉えるための分析枠組みの提示」を行うとともに,「分析枠組みの検証のための補足調査」を実施する予定である.より説得力のあるアウトプットを導出するためには,日英双方とも個別の分権組織について詳細に分析できる事例自治体を追加する必要があると考えられる.そのため,「補足調査」は,「分析枠組みの提示」と同時並行的に進め,分析枠組みの検証のみならず,新たな分析データ・資料の入手も目的として実施する予定である.自治体内分権制度に代表されるように,近年,多くの自治体で,小学校区など,自治体の部分地域において住民等が意思決定や議論を行うための,公式なコミュニティ・ガバナンスの制度を導入する動きがみられる.本研究の目的は,こうしたコミュニティ・ガバナンスがいかなる制度や空間構造のもとで実践されているのか,日英の事例をもとに比較検討し,多様なコミュニティ・ガバナンスを捉えるための枠組みを提示することである.本年度は主として,1コミュニティ・ガバナンスに関する研究動向の整理・分析,2日本のコミュニティ・ガバナンスの制度の類型化,3イギリスのコミュニティ・ガバナンスの制度の類型化,4日本のコミュニティ・ガバナンスの空間構造の類型化のための調査地選定を行った.1については,自治体内分権,コミュニティ,ガバナンス等に関する研究について,国際学会や後述の実務家のネットワーク会議等での議論を踏まえながら検討した.また,2と4(日本のコミュニティ・ガバナンス)については,当初の予定通り,申請者が2015年に実施した自治体内分権に関するアンケートの再分析・整理を通じて検討した.自治体内分権制度に関する,自治体やNPOの実務家によるネットワーク(「小規模多機能自治推進ネットワーク」)の会議に参加する機会が得られたことで,当初の予定以上に精緻な検討ができ,次年度以降の調査地候補を絞り込めた.他方で,3(イギリスのコミュニティ・ガバナンス)については,上記の実務家ネットワークの会議への参加が可能となったため,2・4を重点的に進めることにしたのに加え,2016年6月に実施されたEU離脱の是非を問う国民投票結果等の影響を考慮し,本年度は制度の特徴についての既存研究を通じた検討に重点を置くことにし,具体的な事例を通じての検討や,その後に予定していた調査地候補の選定は次年度に実施することにした.「研究実績の概要」に記したように,当初予定した検討課題のうち,日本のコミュニティ・ガバナンスに関する検討については,実務家のネットワークの会議に参加する機会が得られたこともあり,予定以上の成果が得られた.しかし,イギリスのコミュニティ・ガバナンスに関する検討については,一部を次年度に行うこととなった.他方で,研究動向の整理・分析については,関連する成果を複数公表することができたため,総合的には,「(2)おおむね順調に進展している」であると自己評価した.本研究は,自治体内分権制度に代表されるコミュニティ・ガバナンスについて,日英の事例をもとに比較検討するものである.本年度は主として,1日本のコミュニティ・ガバナンスの空間構造の類型化,2イギリスのコミュニティ・ガバナンスの制度の類型化,3イギリスのコミュニティ・ガバナンスの空間構造の類型化のための調査地選定を実施した.1については,人口規模が約1550万人の自治体の中から調査対象自治体を複数選定し,自治体へのヒアリング調査等の現地調査により収集したデータをもとに,各自治体のコミュニティ・ガバナンスの空間構造の特徴とその背景について検討した.

具体的には,北海道釧路市の地域協議会,新潟県長岡市の地域委員会,東京都新宿区の地区協議会,香川県高松市の地域コミュニティ協議会,長崎県佐世保市の地区自治協議会について検討を行った.当初は3つの自治体を選定予定だったが,より説明力のある結果を導出するには,市町村合併の有無やコミュニティへの権限委譲の程度,また,コミュニティ・ガバナンスの制度の導入経緯の特徴等を考慮した分析が必要であり,そのためには対象事例を増やすことが有効と判断し,当初の予定より多くの自治体を対象とした.この成果の一部は,2018年日本地理学会春季学術大会・「新しい公共」の地理学研究グループ研究集会にて報告した.2・3については,日本同様に人口規模が約1550万人の自治体を対象とし,Web等で公開されている資料や先行研究をもとに,コミュニティ・ガバナンスに関する各自治体や国レベルの施策の整理・分析を行った.その上で,エディンバラ市,ダンディ市,ブリストル市の事例を調査対象候補に選定した.当初は本年度にイギリスでも現地調査を実施予定であったが,日本の対象事例を増やしたこともあり,本年度は日本での現地調査を重点的に実施し,イギリスについては次年度に現地調査を行うことにした.「研究実績の概要」に記したように,日本での現地調査について,当初の予定より調査対象事例を増やしたこともあり,想定以上の成果を得ることができた.しかし,当初予定していたイギリスでの現地調査については,日本の調査対象事例を増やしたことや,EU離脱の影響を考慮した分析ができるデータを収集できるよう現地調査の内容を変更したことから,当初の予定を変更して,次年度に重点的に実施することにした.そのため,総合的には,「(3)やや遅れている」であると自己評価した.本研究は,自治体内分権制度に代表されるコミュニティ・ガバナンスについて,日英の事例をもとに比較検討するものである.本年度は主として,前年度に引き続き1日本のコミュニティ・ガバナンスの空間構造の類型化のための調査・分析を行うとともに,新たに2
強相関ダイナミクスが誘起する非エルミート・トポロジカル物性

電子間相互作用が重要な強相関系では自由電子系の描像が破綻する。特に近年、このような強相関系において平衡系にも関わらず非エルミート現象が起きる事が明らかとなった。この進展はこれまで盛んに研究が行われてきた強相関系に新たな視点を提供している。本研究では上述の非エルミート性という新しい観点から強相関系の研究を行う。特に、非エルミート性と強相関物質が持つ空間対称性が織りなす非エルミートトポロジカル物性の理論の整備を行いたい。また、非エルミートバンド構造がどのような電磁気応答を示すのかも明らかにしたい。本研究では、強相関系において準粒子ダンピングに起因する非エルミート・トポロジカル物性を中心として強相関系で発現するトポロジカル物性を解析した。準粒子ダンピングが誘起する非エルミートトポロジカル系の研究では、準粒子の寿命が重要である重い電子系において近藤効果がエクセプショナルポイントを誘起する事を局所ダイナミクスを厳密に扱える動的平均場理論を用いて解析した。また、ほとんどの重い電子系は結晶を成すが結晶の周期性によりエクセプショナルポイントが融合し、フェルミループが発現する事も明らかとした。また、この研究をさらに発展させ、対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理について強相関系を念頭に解析した。多くの強相関系は結晶を成すことから何らかの対称性を持っており、このサブテーマを取り組む際の格好の舞台になっている。解析の結果、カイラル対称性を持つ強相関系では、対称性によって守られたエクセプショナルリングやエクセプショナルトーラスが発現する事を明らかとした。また、上述の対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理は高い波及効果をもたらす。例えば量子系に限らず、ニュートン方程式に従う古典系でも同様の現象が見られる事を見出した。今後はこの方向での研究も視野に入れて解析を行いたい。さらに、重い電子系の磁性相で発現するトポロジカル相の解析も行った。そこでは鏡映対称性によって守られたトポロジカルな状態がハーフメタル相に存在する事を明らかとした。また、トポロジカルポンプにおける強相関効果も解析した。本研究で取り組む非エルミート現象の研究は始まったばかりであり、実際に研究を開始してみて、取り組むべき基礎的な問題が数多くあることが実感でき、昨年度も波及効果の大きい成果を挙げる事ができたと考えている。この事から、当初の計画以上に進展しているといえる。特に、対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理に関しては強相関系に限らず、力学系、フォトニック結晶などでも発現する事が我々の研究の後、明らかとなった。特に、力学系においては系の詳細によらずニュートン方程式自体が持つ対称性からほぼ一般的に対称性に守られたエクセプショナルリングが発現する事が昨年度の研究で明らかとなった。この力学系特有の対称性も取り入れた解析は現在進行中であり、本年度の早い段階で成果を論文にまとめたいと考えている。また、本年度の研究から、非エルミート系においても対称性が非常に重要な役割を果たすことが明らかとなった。本年度は秩序相における解析と並行して、上述の観点からの研究を発展させ空間対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理に関しても取り組みたい。本年度は研究計画に挙げた課題である秩序相における非エルミート現象を解析する。特に超伝導相においてはエクセプショナルポイントに誘起された新しいマヨラナフェルミオンの発現機構が期待されるため磁性相も重要であるが、超伝導相を中心に解析を行いたい。この研究の遂行の際には前年度の解析で用いた動的平均場理論を適宜活用し、取り組みたい。また、バルクで発現する非エルミートなトポロジカル励起が系の電磁場に対する応答にどの様に反映されるかを議論したい。動的平均場理論により得られたグリーン関数を活用して電磁場に対する線形応答の解析を足がかりとして研究に取り組みたい。なお、前年度の解析を受け空間対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理に関しても議論していきたい。このサブテーマに取り組む際にはクリフォード代数に基づく議論が有効であると考えられるが、昨年度に習得済みであるのでスムーズに研究が遂行できると期待している。

多くの強相関系は結晶を成すことから何らかの対称性を持っており、このサブテーマを取り組む際の格好の舞台になっている。解析の結果、カイラル対称性を持つ強相関系では、対称性によって守られたエクセプショナルリングやエクセプショナルトーラスが発現する事を明らかとした。また、上述の対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理は高い波及効果をもたらす。例えば量子系に限らず、ニュートン方程式に従う古典系でも同様の現象が見られる事を見出した。今後はこの方向での研究も視野に入れて解析を行いたい。さらに、重い電子系の磁性相で発現するトポロジカル相の解析も行った。そこでは鏡映対称性によって守られたトポロジカルな状態がハーフメタル相に存在する事を明らかとした。また、トポロジカルポンプにおける強相関効果も解析した。本研究で取り組む非エルミート現象の研究は始まったばかりであり、実際に研究を開始してみて、取り組むべき基礎的な問題が数多くあることが実感でき、昨年度も波及効果の大きい成果を挙げる事ができたと考えている。この事から、当初の計画以上に進展しているといえる。特に、対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理に関しては強相関系に限らず、力学系、フォトニック結晶などでも発現する事が我々の研究の後、明らかとなった。特に、力学系においては系の詳細によらずニュートン方程式自体が持つ対称性からほぼ一般的に対称性に守られたエクセプショナルリングが発現する事が昨年度の研究で明らかとなった。この力学系特有の対称性も取り入れた解析は現在進行中であり、本年度の早い段階で成果を論文にまとめたいと考えている。また、本年度の研究から、非エルミート系においても対称性が非常に重要な役割を果たすことが明らかとなった。本年度は秩序相における解析と並行して、上述の観点からの研究を発展させ空間対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理に関しても取り組みたい。本年度は研究計画に挙げた課題である秩序相における非エルミート現象を解析する。特に超伝導相においてはエクセプショナルポイントに誘起された新しいマヨラナフェルミオンの発現機構が期待されるため磁性相も重要であるが、超伝導相を中心に解析を行いたい。この研究の遂行の際には前年度の解析で用いた動的平均場理論を適宜活用し、取り組みたい。また、バルクで発現する非エルミートなトポロジカル励起が系の電磁場に対する応答にどの様に反映されるかを議論したい。動的平均場理論により得られたグリーン関数を活用して電磁場に対する線形応答の解析を足がかりとして研究に取り組みたい。なお、前年度の解析を受け空間対称性とエクセプショナルポイントが織りなす物理に関しても議論していきたい。このサブテーマに取り組む際にはクリフォード代数に基づく議論が有効であると考えられるが、昨年度に習得済みであるのでスムーズに研究が遂行できると期待している。
認知的方略の学習を支援する教材シェルの開発

本研究では,認知的方略に関わる多様な周辺研究を調査し,教授側のために体系化されてきたIDの知見(ID理論)を認知的方略として活用する場合の留意点を整理した.そして,認知的方略の学習を支援するための教材シェルを,既存のドリル型教材シェルを拡張する形で設計し,プロトタイプを試作した.また,ID理論が認知的方略として活用されるのかを,実際の授業場面で調査し,その活用が確認された本研究では,認知的方略に関わる多様な周辺研究を調査し,教授側のために体系化されてきたIDの知見(ID理論)を認知的方略として活用する場合の留意点を整理した.そして,認知的方略の学習を支援するための教材シェルを,既存のドリル型教材シェルを拡張する形で設計し,プロトタイプを試作した.また,ID理論が認知的方略として活用されるのかを,実際の授業場面で調査し,その活用が確認された本研究はインストラクショナルデザイン理論を認知的方略(学習を工夫する作戦)として学習者が活用することに焦点を当てる.特に,認知的方略の効果的・効率的な学習環境の提案を行うことを目的として,教材が本来教える内容と併せて,認知的方略の学習を支援する教材シェルを開発する.教材シェルはアルゴリズムとして教授方略を組み込み,データとして知識を登録する(入れ替えのできる)システムを指す.初年度は特に,認知的方略の関連研究を整理することを中心に文献研究を進めた.本研究の関連領域としては,メタ認知,自己調整学習,自己主導学習などがあり,そういった関連研究とインストラクショナルデザインの原理として示されてきた認知的方略が成立する条件を踏まえながら,認知的方略の位置づけを明確化した.認知的方略の学習については,特に,(1)方略の選択と使用(有効性の認知やコスト感),(2)学習者や課題の特質や方略を適用するための前提条件,(3)方略を適用するための対象の設定,(4)自己調整を含むプロセス,(5)習得の長期化などに配慮する必要のあることが明らかとなった.また,インストラクショナルデザイン理論を認知的方略として扱う研究についても調査を行った.ARCS動機づけモデルの関連性の側面に関する訓練などID理論の一部を扱った事例や,課題分析図といった分析過程の成果物を活用している事例は見られるが,ID理論自体を学習者に方略として活用させる試みは見られず,研究レベルではあまり行われてこなかったことが明らかとなった.本研究はインストラクショナルデザイン(ID)理論を認知的方略として学習者が活用することに焦点をあて,教材が本来教える内容と併せて,認知的方略の学習を支援する教材シェルを開発することを目的としている.本年度は昨年度から引き続き,関連研究の整理をしながら,ID理論を認知的方略として活用する場合の要件について検討を行った.ID理論を認知的方略として活用する場合には,次の点に留意する必要があると考えられる:(1)ID理論はもともと設計者を対象としたものであり,学習者の利用は適さない場合もある.(2)ID理論のうちの一部を活用する場合があり,それによって理解に要する時間や方略の適用の効果,応用範囲が変わってくる.(3)ID理論自体を理解するためには,前提条件(下位技能)を満たしている必要がある。適用可能領域にも配慮する必要がある.(4)ID理論を方略として利用することが有用で手軽であることを学習者が実感できる必要がある.一方で習得に時間を要することも許容していく.(5)学習のためにはID理論を適用する事例に一回限りではなく,異なる事例に何度も適用できる必要がある.(6)学習対象の深い理解(専門知識)を必要とするID理論は,学習者の利用が困難な場合がある.また,これらの要件を踏まえ,教材シェルの枠組みが,認知的方略の学習に適していることを確認した.教材シェルでの学習によって,様々な教材に同じ方略が適用されることを自らの学習を進めながら時間をかけて体験し,方略への気づきを与えることによって学習者の方略への理解が深まり,その方略をその後の学習に活用していくことが期待される.さらに教材シェルのうち,ドリルシェルを題材として研究を進めることとし,タブレット端末への対応も含めて,システムの準備を進めた.本年度は認知的方略の学習を支援する教材シェルの設計・開発を行なった.既存のドリル型教材シェルを基盤として拡張することにし,ドリル教材の学習者に対して方略(インストラクショナルデザイン理論;以降ID理論)を学ぶ機能を提供している.主要な拡張の方針として次の3点が挙げられる.(1)学習者が方略を採用するに至るまでには,方略についての知識だけでなく,役に立つという実感やコスト感が重要と言われている.そのため,方略自体の知識,活用場面や方法,活用の自分への影響(メリット)等について提示することにした.ドリルの学習画面から方略の情報へアクセスできる.(2)同じ方略を多様な事例に適用できることの理解を促すために,方略を固定し登録済み(あるいはサンプル)の複数のドリルに適用して,その動きを確認できるようにした.(3)自分なりに方略を組み合わせて状況に応じて活用できるよう,カスタマイズしながら方略を試行錯誤できる環境を用意した.これらの方針をもとに開発を行ったが,評価は今後の課題となった.

一方で,教材シェルとしてだけではなく,通常の授業等においてもID理論(方略)を学習者に教えることは可能である.大学の教職科目において受講生が学んだID理論を,実際に自らの学びに活用しているのかについて調査した.結果として,ARCSモデル,9教授事象,学習成果の5分類など,学習の工夫へのID活用は実際に行われていたことが明らかとなった.これによりID理論が認知的方略として活用されることが示唆された.しかし,理論を知っていたとしても,実際の活用に至らない場合も多かった.教材シェルの方針(1)でも述べたが,学習スキルのようなメタ認知的なスキルは知識面だけでなく,実際の活用に至るまでの配慮が必要と言われており,教材シェルの場合も含めて,今後さらに検討していく必要がある.研究背景の整理に当初の予定以上に時間を要したこと,および大震災の影響から落ち着くまでに長期にわたって研究が中断していたことが原因である.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究については,当初予定していた通り教材シェル開発を進めるが,対象とする理論は1種類に留め,かつ実装を中心として,評価については期間を短縮して行う.一方で,教材シェル以外の部分でも,インストラクショナルデザイン理論を認知的方略として活用する可能性について,たとえば授業実践を行うこととして研究の不足分を補うこととしたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。