hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
介護保険施設の看護職を対象にした倫理教育プログラムの開発と継続的評価

本研究は、介護保険施設のケア提供者の道徳的感受性を高め、かつ高く保持するためにアクションリサーチを用いた教育的介入を実施し、継続的に評価することを目的とする。研究の第1段階では介護保険施設の看護職を対象にした質問紙調査を行い、道徳的感受性と多次元共感性尺度との間に弱い相関があることが示された。第2段階のアクションリサーチでは、介護保険施設の多様な選択場面において意思表示が困難な認知症高齢者をいかに支援し、意思決定するのか等の課題が明らかにされた。本研究の目的は、1)アクションリサーチを用いて介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性を高め、かつ高く保持できる倫理教育プログラムを開発することと、2)当該プログラムの効果を継続的に評価することである。上記目的を達成するために、第一段階として介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性に影響する要因を把握するための全国調査を実施する予定である。その後、第一段階で収集したデータを活用しながら、第二段階として介護保険施設で働く看護職を対象にした倫理教育プログラム(アクションリサーチ)を行う。その際、看護職が自ら介護保険施設に潜在する倫理的課題を見出し、その課題と向き合えるようにするために、看護職と一緒に倫理的課題について考えたり、取り組んだりする。初年度である平成25年度は、全国調査で用いる「介護保険施設で働く看護職道徳的感受性尺度」をまとめ、関連学会に論文として投稿した。また、「介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性」と「介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性」の影響要因に関する概念枠組みについて検討し、全国調査実施のための準備を整えた。今後は、平成26年度に「介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性」を用いた全国調査を実施し、平成27年度に介護保険施設の看護職を対象とした倫理教育プログラム(アクションリサーチ)を実施する予定である。倫理教育プログラムの実施の際には、「介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性」を用いて看護職の道徳的感受性の変化を把握し、継続的に評価する予定である。本研究の目的は、1アクションリサーチを用いて介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性を高め、かつ高く保持できる倫理教育プログラムを開発すること、2当該プログラムの効果を継続的に評価することである。単に介護保険施設の看護職に対する集合教育を行うのではなく、介護保険施設の看護職とともに施設に潜在する倫理的課題を見出し、その倫理的課題に取り組むアクションリサーチをすることで、看護職が道徳的感受性を高め、かつ高く保持できるようになると考える。平成26年度は、倫理教育プログラム立案のための基礎資料を得る目的で、介護保険施設(特別養護老人ホームおよび介護老人保健施設)の看護職を対象にした「看護職の道徳的感受性の影響要因に関する全国調査」の研究計画書を立案し、調査票等を作成した。その後、所属機関の研究倫理審査委員会に立案した研究計画の研究倫理審査の申請をして、実施の許可を得た。上記の目的を達成するために、本研究では2段階構成の研究計画を研究分担者らとともに立案した。平成27年度は、第1段階として介護保険施設で働く看護職を対象にした全国調査を行う計画とし、これまでに研究分担者とともに作成した調査票を手直しし、基本属性と介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性尺度等の3つの尺度から成る調査票を作成した。全国の介護保険施設から無作為に抽出した施設に調査票を配布し、約2000名の看護職に対して研究への協力を依頼した。調査票は5割を超える回収率で回収することができた。データ分析は、主に介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性尺度と多次元共感性尺度等の他の尺度との関連について検討した。その結果、介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性尺度と多次元共感性尺度との間に弱い相関が示された。この全国調査の結果は平成28年度にその一部を関連学会にて発表する予定である。次に、第2段階のアクションリサーチ(介護保険施設の看護職の道徳的感受性を高めるための介入研究)については、研究分担者とともに倫理教育プログラムの作成に取り組んだ。この倫理教育プログラムは、平成28年度に介護保険施設の看護職を対象に実施する予定である。本研究では2段階構成の研究計画を立案し、第1段階の全国調査(介護保険施設で働く看護職を対象にした全国調査)は計画通りに実施した。しかし、第2段階のアクションリサーチ(介護保険施設の看護職の道徳的感受性を高めるための介入研究)は、倫理教育プログラムを作成したが、研究協力施設と実施時期等を調整中で実施に至っていない。そのため、進捗状況はやや遅れている。本研究の目的は、介護保険施設のケア提供者(看護職・介護職)の道徳的感受性を高め、かつ高く保持するためにアクションリサーチを用いた教育的介入を実施することと、当該教育的介入の効果を継続的に評価することである。上記の目的を達成するため、研究分担者とともに2段階構成の研究計画を立案・実施した。第1段階では介護保険施設の看護職を対象とした質問紙調査を実施し、介護保険施設の看護職の道徳的感受性尺度と多次元共感性尺度との間に弱い相関があることが示された。また、知識のある看護職は知識のない看護職より道徳的感受性が有意に高く、困った時にサポートを受けられる看護職は、そうではない看護職より道徳的感受性が有意に高いことが示された。

平成28年度は、第1段階の全国調査で得られた結果に着目し、第2段階の計画として以下を立案・実施した。まず倫理に関する知識のある看護職は知識のない看護職より道徳的感受性が有意に高かった点を踏まえて、アクションリサーチを行う介護保険施設のケア提供者を対象に倫理についての知識を高める学習会を計画・実施した。次に、困った時にサポートを受けられる看護職は、そうではない看護職より道徳的感受性が有意に高かった点に着目し、アクションリサーチの中でも、互いに理解し合いながら進め、互いの了解による意思決定をしながら研究プロセスを共に進めるミューチュアルアプローチを用いて実施した。アクションリサーチでは、意思表示が困難な認知症の利用者が何を望んでいるのかがわからず、多様な選択の場面でどのように判断していくのか等の問題意識をスタッフと共有し、計画、立案、実施、評価のプロセスに継続的に取り組んでいる。本研究は、介護保険施設のケア提供者の道徳的感受性を高め、かつ高く保持するためにアクションリサーチを用いた教育的介入を実施し、継続的に評価することを目的とする。研究の第1段階では介護保険施設の看護職を対象にした質問紙調査を行い、道徳的感受性と多次元共感性尺度との間に弱い相関があることが示された。第2段階のアクションリサーチでは、介護保険施設の多様な選択場面において意思表示が困難な認知症高齢者をいかに支援し、意思決定するのか等の課題が明らかにされた。所属機関の研究倫理審査委員会に立案した研究計画書(介護保険施設の看護職を対象した全国調査)の研究倫理審査の申請をし、研究計画実施の許可を得られた。しかし、協力施設との調整の都合により、平成26年度の実施には至らなかったため。第1段階の全国調査の結果は、平成28年度に関連学会にて発表予定である。第2段階のアクションリサーチ(介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性を高めるための介入研究)は、研究協力施設の行事等の業務を考慮しながら実施時期を決定して、研究計画を実行する予定である。老年看護学平成27年度は、介護保険施設の看護職を対象にした全国調査を実施する。また、全国調査の実施と並行して、倫理教育プログラムの立案に取り掛かり、全国調査の分析結果が明らかになり次第、随時、倫理教育プログラムを修正する。介護保険施設で働く看護職対象の全国調査で用いる「介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性」の論文をまとめ、「介護保険施設で働く看護職の道徳的感受性」とその影響要因について概念枠組みを作成したが、全国調査を実際に実施できていない。研究計画の第2段階であるアクションリサーチが未実施であり、アクションリサーチ実施に伴う費用が未使用であるため。平成26年度実施予定の全国調査を実施できなかったため、調査に伴う調査票の印刷、郵送費、データ入力時の人件費、謝金などが未使用である。研究計画の第2段階であるアクションリサーチの実施に伴い、交通費、謝金等を使用する予定である。また、平成27年度の全国調査の結果を関連学会にて発表する際に、交通費などを使用する予定である。平成26年度は、介護保険施設で働く看護職対象の全国調査の実施と、倫理教育プログラム(アクションリサーチ)作成を同時進行で行う。
再生表層角膜移植片の性状およびバリアー機能解析

重度の炎症や外傷により角膜上皮の幹細胞(未分化細胞)が存在する角膜輪部が障害された場合、眼表面を再建する外科的治療法として培養上皮シートを用いた移植術が行なわれている。特に、両眼性の疾患では、患者自身の口腔粘膜より培養上皮シートを作成することで、術後の免疫抑制剤を使用する必要がないことから、臨床応用の機会が増えている。これまで当施設では36例41眼に対して培養口腔粘膜上皮シートを用いた眼表面(角膜および結膜)の再建術を施行し、角膜では59.5%の症例で、結膜では68.4%の症例で安定した眼表面が再構築され、培養上皮シート移植は臨床的に非常に有用な術式と考えられた。移植された培養口腔粘膜上皮のフルオレセイン色素の透過性が、角膜や結膜と比較して高値を示したが、フルオレセイン色素より分子量の大きいLC-Biotinを用いた透過性試験では、口腔粘膜上皮シートの透過性は培養角膜上皮シートと同程度の透過性の低さを示した。次に、培養上皮シートのタイトジャンクション関連タンパクであるZO-1とoccludinの発現を検討したところ、正常角膜/輪部上皮と培養角膜上皮シートにおけるZO-1とoccludinの発現様式は共に表層部のみに発現していた。正常口腔粘膜上皮では、最表層だけでなく中間層の細胞間隙までZO-1とoccludinの発現が認められた。一方、6-7層に重層化した培養口腔粘膜シートでは表層部のみにZO-1とoccludinの発現が認められ、正常口腔粘膜上皮とは異なる発現様式を示した。また、電子顕微鏡でも、免疫染色と一致した培養口腔粘膜シートの表層部にタイトジャンクション様構造が観察された。口腔粘膜上皮は、培養されることでタイトジャンクション関連タンパクの発現様式が角膜/輪部上皮に類似した形態をとるようになり、培養角膜上皮シート同様のバリアー機能が構築していくもの推測される。平成17年の1年間に、当施設において24件の培養上皮移植を施行した。その内訳は、培養角膜輪部上皮移植が14件、培養口腔粘膜上皮移植が10件であった。角膜輪部上皮の培養は全例良好な上皮シートが得られた。口腔粘膜の培養では採取した口腔粘膜組織の状態が悪かったために手術を断念した1症例があったが、その他の10症例では問題なく手術が施行されている。以上の結果より、まだ、培養方法に改善の余地はあるものの、全体的に安定した各種培養上皮シートの臨床応用が行われており、その作製法は確立できたものと考えられる。なお、当初、球結膜嚢付近から採取した結膜上皮を用いた培養結膜上皮シート作製法の確立を研究目的としてあげていたが、臨床的に培養結膜上皮移植の適応となる症例がほとんどないことから、培養角膜輪部上皮移植および培養口腔粘膜上皮移植の2つを中心に検討することとした。培養角膜輪部上皮移植は全例角膜上へ移植しているが、培養口腔粘膜上皮移植では角膜上への移植だけでなく、瞼球癒着解除目的で球・瞼結膜へ移植している症例もあった。培養口腔粘膜上皮移植の場合、自家移植ではあるが異所移植であるため移植した細胞が生存しているのかをインプレッションサイトロジー法を用いて検討を行い、口腔粘膜上皮が術後1年経過しても眼表面上に存在することが確認できた。また、移植後、安定した眼表面の再建が得られて時点で施行したフルオレセイン色素を用いた透過性試験では、検査の対象となった全例で角膜上皮移植後のそれと比較して非常に高い色素の透過性亢進を認めた。培養上皮シート移植後に二期的に角膜移植を施行した症例も増えてきている。現在、手術後に摘出される角膜組織片のケラチン、connexin43、p63、ABCG2など分化マーカーの免疫染色を行い、培養細胞の分化程度の評価を行っている。重度の炎症や外傷により角膜上皮の幹細胞が存在する角膜輪部が障害され場合、上皮を再建する外科的治療法として培養上皮移植術が行なわれている。臨床では輪部上皮細胞や口腔粘膜基底層の細胞を用いる。各々の細胞を羊膜上で2週間ほど培養することで、正常角膜様の4-6層に重層化した培養上皮シート作製が可能である。作製した培養上皮シートの質は術後成績を左右することから、培養技術のみならず培養に用いる細胞の状態も重要である。特に口腔粘膜上皮シートの場合、患者から採取した口腔粘膜組織の状態に個人差があることからその場合には特に注意が必要である。当科では症例数を重ねることで、移植直後の上皮シートに上皮欠損を全く認めない質の高い培養上皮シートが安定供給できるまでに達した。上皮のバリアー機能は外界と直接接する眼表面では非常に重要な因子のひとつである。術後に移植した上皮シートが安定して生着した症例に対し前眼部フルオロフォトメトリーでフルオレセイン色素の角膜内透過性の検討を経時的に行った。経過中、培養角膜上皮では正常角膜様の低い透過性を示したが、培養口腔粘膜上皮では非常に高い透過性を示した。また同時に、インプレッションサイトロジー法を用いて表層の上皮細胞を採取し、その形態を確認したところ、術1年経過した時点でも移植した口腔粘膜上皮細胞の生存が確認できた。

眼表面が結膜上皮で覆われている場合のフルオレセインの透過性は角膜と口腔粘膜の中間の値を示したことから、フルオレセインの透過性を測定することで、どのような細胞が角膜上を覆っているかが推測できることが明らかになった。また、フルオレセイン色素の代わりにより高分子のhorse radish peroxidase(HRP)を用いた透過性試験では、HRPが全く口腔粘膜上皮を透過しないことが明らかになった。現在、口腔粘膜基底細胞の組織学的特徴を把握するため、培養上皮シートのtight junctionや細胞間接着因子の発現の検討を進めている。重度の炎症や外傷により角膜上皮の幹細胞(未分化細胞)が存在する角膜輪部が障害された場合、眼表面を再建する外科的治療法として培養上皮シートを用いた移植術が行なわれている。特に、両眼性の疾患では、患者自身の口腔粘膜より培養上皮シートを作成することで、術後の免疫抑制剤を使用する必要がないことから、臨床応用の機会が増えている。これまで当施設では36例41眼に対して培養口腔粘膜上皮シートを用いた眼表面(角膜および結膜)の再建術を施行し、角膜では59.5%の症例で、結膜では68.4%の症例で安定した眼表面が再構築され、培養上皮シート移植は臨床的に非常に有用な術式と考えられた。移植された培養口腔粘膜上皮のフルオレセイン色素の透過性が、角膜や結膜と比較して高値を示したが、フルオレセイン色素より分子量の大きいLC-Biotinを用いた透過性試験では、口腔粘膜上皮シートの透過性は培養角膜上皮シートと同程度の透過性の低さを示した。次に、培養上皮シートのタイトジャンクション関連タンパクであるZO-1とoccludinの発現を検討したところ、正常角膜/輪部上皮と培養角膜上皮シートにおけるZO-1とoccludinの発現様式は共に表層部のみに発現していた。正常口腔粘膜上皮では、最表層だけでなく中間層の細胞間隙までZO-1とoccludinの発現が認められた。一方、6-7層に重層化した培養口腔粘膜シートでは表層部のみにZO-1とoccludinの発現が認められ、正常口腔粘膜上皮とは異なる発現様式を示した。また、電子顕微鏡でも、免疫染色と一致した培養口腔粘膜シートの表層部にタイトジャンクション様構造が観察された。口腔粘膜上皮は、培養されることでタイトジャンクション関連タンパクの発現様式が角膜/輪部上皮に類似した形態をとるようになり、培養角膜上皮シート同様のバリアー機能が構築していくもの推測される。
Rho標的蛋白質mDiaによる細胞分裂時骨格分子制御及び個

本研究では、Rho GTPase標的蛋白質mDia2の(1)分裂細胞での局在・機能制御機構と(2)個体における生理的役割について解析した。(1)昨年度までの解析により、mDia2の分裂期の局在と機能には、Rhoによる活性化に加えanillinとmDia2の結合が重要であることを報告しており(Watanabe S. et. al., Mol Biol Cell. 2010)、anillinとmDia2の結合が,N末端のDID(diaphanous inhibitory domain)とC末端のDAD(diaphanous auto-inhibitory domain)を介したmDia2の分子内相互作用と競合することを明らかにしていた。そこでさらに、anillin及びmDia2の結合責任部分の絞りこみを行った。その結果、mDia2のDIDドメインのみを含む領域とanillinのN末の1-40(a.a.)が直接結合することを見出した。anillinのN末30アミノ酸はmDia2のDADと高い相同性をもつため、anillinとmDia2の結合がmDia2の分子内相互作用(DID-DAD相互作用)を模倣した様式であることが示唆された。この様式の詳細とその意義については、mDia2-anillinの共結晶構造解析により検討を行う予定である。(2)E2ACreマウスとの交配によりmDia2欠損ヘテロマウスを作出し、その交配により欠損ホモマウス作成を試みた。現在までのところ産仔が確認できず、発生途中に胎生致死となることが示唆された。実際に妊娠マウスより胎児を取り出し、PCR法・ウエスタンブロット法により発現を確認したところ、対照コントロールに対し、mDia2の発現を認めなかった。現在、この胎生致死の原因となる臓器・細胞種について詳細な解析を進めている。本研究では、Rho GTPaseの標的蛋白質であるmDia2の(1)分裂細胞での局在・機能制御機構と(2)個体における生理的役割について解析した。(1)(1)RhoGEFであるEct2をRNAiにより枯渇した時のmDia2の局在解析により、またRhoに結合しないGFP-mDia2を用いた局在解析及びmDia2枯渇計細胞の細胞質分裂表現型回復実験により、mDia2の分裂期の機能と局在がRhoにより制御されること、(2)GFP-mDia2の様々なdeletion変異体の分裂期の局在解析により、mDia2のN末、C末部分計がそれぞれ分裂溝とセントラルスピンドル及びミッドボディへの局在し、N末はRho結合ドメインのGBDを欠いたものでも分裂溝に局在すること、(3)GBDを欠くN末断片を用いた結合因子探索実験により、anilinがmDia2の新規結合分子であること、(4)リコンビナント蛋白質を用いた蛍光偏向実験により、anillinのN末部分がmDia2に直接結合し、その結合はmDia2の分子内阻害結合と競合するものであること、(5)mDia2の結合ドメインを欠いたanillin-GFPを用いたanillin枯渇細胞の細胞質分裂時の局在・表現型回復実験により、anillinとの結合がmDia2の細胞質分裂での局在と機能に重要であることを明らかにした。(2)現在、E2ACreマウスとの交配により、全身性のmDia2欠損マウスの作出を行っており、mDia2欠損ヘテロマウスの作出までは完了している。それらを交配させ、mDia2欠損ホモマウスが得られ次第、個体内の細胞分裂・発生でのmDia2の役割の解析を行う予定である。(1)昨年度までの解析により、mDia2の分裂期の局在には、N末端のRho結合ドメインに加え、DIDドメインが必要なこと、またそのドメインを用いた結合パートナーの探索により、mDia2の新規結合因子としてanillinを明らかにしていた。細胞分裂でのanillinとmDia2の結合の役割を明らかにするため、anillinをRNAiにより枯渇し、RNAi耐性のanillinの発現によるレスキュー実験によって検討した。まず、anillin枯渇によりmDia2の分裂溝への局在が阻害された。野生型anillinを発現させるとmDia2の分裂溝への局在は回復したが、mDia2結合部位を欠くanillin変異体発現では回復しなかった。なお、Rhoはいずれの場合も分裂溝へ局在した。また、anillin枯渇による細胞質分裂失敗は、mDia2の結合部位を欠くanillinでは、野生型に比べ表現型の回復が著しく障害された。以上の結果から、mDia2の分裂期の局在と機能には、Rhoによる活性化に加えanillinとmDia2の結合が重要であることが示唆された。(Watanabe S. et.al.,MolBiol Cell.2010)(2)E2ACreマウスとの交配により、mDia2欠損ヘテロマウスおよびmDia2 conditional欠損のためのmDia2 loxP targetedマウスの作出を行った。今後は、それらを交配させ、mDia2欠損ホモマウスが得られ次第、個体内の細胞分裂・発生でのmDia2の役割の解析を行う予定である。

本研究では、Rho GTPase標的蛋白質mDia2の(1)分裂細胞での局在・機能制御機構と(2)個体における生理的役割について解析した。(1)昨年度までの解析により、mDia2の分裂期の局在と機能には、Rhoによる活性化に加えanillinとmDia2の結合が重要であることを報告しており(Watanabe S. et. al., Mol Biol Cell. 2010)、anillinとmDia2の結合が,N末端のDID(diaphanous inhibitory domain)とC末端のDAD(diaphanous auto-inhibitory domain)を介したmDia2の分子内相互作用と競合することを明らかにしていた。そこでさらに、anillin及びmDia2の結合責任部分の絞りこみを行った。その結果、mDia2のDIDドメインのみを含む領域とanillinのN末の1-40(a.a.)が直接結合することを見出した。anillinのN末30アミノ酸はmDia2のDADと高い相同性をもつため、anillinとmDia2の結合がmDia2の分子内相互作用(DID-DAD相互作用)を模倣した様式であることが示唆された。この様式の詳細とその意義については、mDia2-anillinの共結晶構造解析により検討を行う予定である。(2)E2ACreマウスとの交配によりmDia2欠損ヘテロマウスを作出し、その交配により欠損ホモマウス作成を試みた。現在までのところ産仔が確認できず、発生途中に胎生致死となることが示唆された。実際に妊娠マウスより胎児を取り出し、PCR法・ウエスタンブロット法により発現を確認したところ、対照コントロールに対し、mDia2の発現を認めなかった。現在、この胎生致死の原因となる臓器・細胞種について詳細な解析を進めている。
ハイペロン崩壊精密測定のための高レート飛跡検出器の開発

[thick-GEMの性能評価]昨年度に引き続き幾種類かのTGEMをテストし、実際にTPCに用いるTGEMを作成した。ここで重要なポイントは、放電をさせずに長時間安定して高いゲインを得ることである。この結果、放電防止のための穴周りのリム(30μm)の付いたCu-TGEM[400μm]と、CとCu極板を用いたHybrid-Resistive-TGEM[400μm]が、求める性能を満たしていることを確かめた。Cu-TGEMにおいては、リムの作り方を改善することによって安定したTGEMを作成する事に成功した。また、Hybrid.Resistive-TGEMは、世界に先駆けてその安定動作を確かめた。[TPC本体の製作]昨年度に作成したTPCの改良を引き続き行い、その完成度を向上させた。このTPCに全てのモジュールを組み込んで線源や宇宙線によるテストを行い、その基本性能を調べた。その結果、読み出し部分においてさらなる性能向上の余地があることが明らかになり、これらの改善を行った。近年、TGEMは新しいガス増幅器の一種として注目を浴びているが、本研究で蓄積したTGEMに関する技術・知識がこれからのJ-PARC等での実験で様々な検出器に応用されていくことは間違いない。[(l)thick-GEMの性能評価]幾種類かのthick-GEMをテストし、要求する性能を得られることを確かめた。ここで重要なポイントは、放電をさせずに安定して高いゲインを得ることであるが、GEMに印加する電圧の比を調整することによってこれらの要求を満たすことが可能となった。用いた電圧の比はこれまで一般的に知られているような数値ではなく、今後thick-GEMを用いる上での貴重な技術的蓄積となった。これにより、thick-GEMを実際の実験で使用する手筈が整った。[(2)読み出しのテスト]実機で用いる読み出しpadを製作し、GEMからの信号を読み出せることを確認した。プリアンプは安定動作に定評のあるSONY-ASD-chipを用いたものを使用することに決定した。[(3)TPC本体の設計・製作]筺体及びfield-cageを設計・製作した。設計はこれまで実績のあるspring8/LEPSのTPCを参考に行い、E15スペクトロメーターに適合したコンパクトなTPCを製作した。Field-cageにおいては、設計通り高電圧が印加可能なことを確かめた。以上でTPCを実験に用いる準備が整い、来年度に実際にビームを当ててテストを行う。
ロボテックスを用いた肘靱帯張力の計測

肘関節は下肢における膝関節に相当し、複雑な形態と運動機能をもつためその安定性には靱帯が深く関与している。今回は6軸力センサとロボットを利用した力学試験機と非接触型三次元変位解析装置を用い靱帯の安定性への寄与を検討した。その結果は内側靱帯の張力は外側靱帯のそれに比較して大きく、スポーツ障害で問題となる外反不安定性の重要性と一致した。しかし靱帯張力は肘屈曲角度により異なり、角度による靱帯の緊張性の問題、さらには骨性制動の問題また個々の靱帯の関与についても検討を続けなければならない。
金属間化合物の変形と破壊のメカニズム

新しい高温構造材料として注目されている遷移金属アルミナイドおよびシリサイド、中でもTiAlとMoSi_2の機械的性質が集中的に研究された。現在、新しい軽量高温材料として注目されているいわゆる"TiAl"は、Ti-Al系の金属間化合物であるTiAl相単相の素材ではなく、第2相としてTi_3Al相を含む2相素材である。この"TiAl"に特有のラメラ組織はTiAlを軽量高温材料として実用化するために極めて重要であるが、その力学的性質は極めて異方的である。すなわち、ラメラ組織境界に垂直に応力がかかれば脆いが、ラメラ組織境界に平行な引張応力に対して高強度かつ高延性である。このラメラ組織の異方性を高強度高延性TiAlの開発に積極的に活用すべきであり、TiAl2相合金の一方向凝固プロセスの開発が提案され、その研究が進んだ。MoSi_2は、単結晶であっても1000°C以下では変形しないと報告されていたが、本領域の研究の結果、[001]方位から遠く離れた方位に沿って変形すれば、室温付近においても変形可能であること、しかし、[001]方位近傍では900°C以上でのみ変形可能であり、その降伏応力は大きく方位に依存することなど、これまでのMoSi_2の常識を覆えす新しい発見がなされた。多結晶MoSi_2は1000°C以下では全く変形しないが、この多結晶MoSi_2の低温における脆さと[001]方位近傍のMoSi_2単結晶の難変形性とは密接に関係していることが示唆され、多結晶MoSi_2の低温域での靱性改良に対する指針が提案された。MoSi_2とTiAl以外の化合物についても、基礎と応用の両面から非常に興味深い多くの成果が挙げられている。本計画計究では,(1)金属間化合物の格子欠陥計算への電子論の適用と(2)主としてTi-Al系(TiAl,Ti_3Al),((Co,Ni)-Si系(CoSi_2,(Co,Ni)Si_2),Ti-Si系(TiSi_2)化合物の変形と破壊に関する実験的研究を遂行した。以下に主たる成果を述べる。(1)半経験的電子論としてのTBリカージョン法が,Ni-Ai系(Ni_3Al,NiAl)化合物中の面欠陥エネルギーや平衡状態図の計算においても良好な結果を与えることを示した。B2構造のNiAlの構造安定性はEf近傍の状態密度の“落ち込み"に起因していることが明らかになった。(2)TiAlの引張延性は,試験雰囲気に大きく依存し,大気中では環境脆化により延性が低減されていること,TiAlの常温延性の改善には,いかに環境脆化を抑制するかということも非常に重要な因子の一つであることが明らかになった。(3)TiAlの高温における異常強化現象は,単結晶においては明瞭に認められるが,多結晶ならびに二相層状組織を有する場合は,必ずしも顕著でない。このような異常強化現象に及ぼす合金元素,結晶方位,組織の寄与について研究し,その強化機構を明らかにしつつある。(4)TiAlのクリープ挙動の全体像についてはまだ判明していないが,本研究によって,TiAl相のクリープ挙動はそれぞれ特有の特徴を示す3領域に分けられることが明らかとなった。CoSi_2,(Co,Ni)Si_2の温度依存塑性変形の熱活性化解析を行った結果,いずれの化合物についても全活性化エンタルピー△H_0の値は約3eV,活性分体積の値は高応力下で10b^3(b=1/2<110>)という小さな値であり,変形がパイエルス機構で支配されていることが明らかになった。

本計画研究では,(1)金属間化合物の格子欠陥計算への電子論の適用と(2)Ti-Al系(TiAl,,Ti_3Al)のアルミナイド,Co-Si系(CoSi_2,(Co,Ni)Si_2),Ti-Si系(TiSi_2,Ti_5Si_3)をはじめとした遷移金属シリサイド化合物の変形と破壊ならびにTi-Al系アルミナイドの3元状態図に関する実験的研究を遂行した。以下に主たる成果を述べる。(1)半経験的電子論としてのTBリカージョン法が,Ni-Al系(Ni_3Al,NiAl)化合物中の点欠陥,面欠陥エネルギのみならず,相安定性の計算においても,実験結果と良好な一致を与えることが明らかとなった。(2)TiAlの引張延性は,試験雰囲気に強く依存し,大気中では環境脆化により延性が低減されているが,Cr,Mn,Moなどの第3元素添加により環境脆化が抑制されることが明らかとなった。またTiAlのクリープ変形機構や疲労変形機構も明らかにされつつある。(3)Ti-Al-X(X=V,Nb,Cr,Mo)3元状態図では,α,β,γ3相共存領域は温度上昇に伴い,Al濃度および第3元素濃度の高い側に移行することが明らかにされ,新しい組織制御の可能性が明らかになりつつある。(4)Ti_3Alの強度はAl濃度に強く依存し,Al濃度が増大するにつれ著しく増大するが,その延性は,単結晶試料で柱面すべりが活動する場合,それほどAl濃度には依存せず,いずれの場合にも室温で200%を越える引張延びを示すことが明らかとなった。(5)CoSi_2,CrSi_2,TaSi_2,NbSi_2,MoSi_2,TiSi_2,Ti_5Si_3など一連の遷移金属シリサイドの変形機構が単結晶の変形実験を通して明らかとなった。このうちCoSi_2,TaSi_2,NbSi_2は室温でも変形が可能で高靭性複相シリサイドの構成相として有望であること,TaSi_2,NbSi_2ではおよそ1300°Cにピークを持ついわゆる強度の逆温度依存性を示し,超高温耐熱材料として有望であることなどが明らかとなった。本研究は,平成4年度に発足した重点領域研究「金属間化合物」の「変形とと破壊のメカニズム(A02)計画研究班」の第3年度の研究として実施した。新しい高温構造材料の開発を目標に、軽量のTi-Al系、高融点のTi-Si系、Mo-Si系、Nb-Si系、Nb-Al系金属間化合物に関する研究を進めたが、特に、Ti-Al系化合物、なかでもTi_3Al相と平衡するTiAl相について、注目すべき実験的成果が得られた。特に、単一のラメラ方位を持つTiAl/Ti_3Al 2相組織の結晶(PST結晶)が育成された結果、TiAl相、Ti_3Al相それぞれの力学特性が明らかになったことは注目に値する。しかも、Ti合金の重要な合金元素であるいくつかの遷移金属元素を含むTi-Al-X三元素状態図が明らかにされ、TiAl相、Ti_3Al相に関する結晶組成上の新知見と併せて、TiAl/Ti_3Al 2相組織を持つ新しい金属間化合物ベースの合金を開発するための基礎がほぼ固まった。このPST結晶を用いたTiAl/Ti_3Al 2相合金の研究を中心としてTiAlに関する本計画研究班の研究成果は国際的にも注目されており、TiAl基合金あるいはTiAl基合金に関わるプロセス(たとえば一方向性凝固プロセス)の開発への応用が検討されている。
自己免疫性肝疾患における抗HMG1/HMG2抗体の意義に関する集学的研究

自己免疫性肝炎における抗HMG1/HMG2抗体の意識を明らかにするため、肝疾患および自己免疫疾患の臨床研究者、HMGの基礎研究者および、抗HMG抗体測定系の開発関係者をまじえて、集学的研究体制の組織の準備をすすめた。具体的には、以下のプログラムで、2回の合同研究会を開催した。第1回HMG研究会:平成11年11月27日1.HMG研究会開催までの経過と今後の展望京都大学臨床病態医科学講座尾崎承一2.HMGタンパク質の基礎東京理科大学基礎工学部生物工学科吉田充輝3.抗HMG1/HMG2抗体のELISAによる測定キットの開発MBL研究所大矢和彦4.自己免疫性肝疾患のトピックス京都医療技術短期大学福田善弘第2回HMG研究会:平成12年3月11日1.自己免疫性消化器疾患(膵炎、胆管炎)のトピックス京都大学消化器内科岡崎和一2.抗HMG抗体の炎症性疾患における臨床的意義京都大学上杉裕子3.核内HMGタンパク質の機能解析東京理科大学基礎工学部吉田充輝4.抗原性から見た好中球HMGタンパク質の特異性東京理科大学基礎工学部光岡延芳5.抗HMG抗体/HMG蛋白質の測定キットの現状と展望MBL研究所大矢和彦6.HMG臨床研究の展望とHMG研究会の課題京都大学尾崎承一以上の研究会の召集により、自己免疫性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、ウイルス性肝炎の分類基準、除外基準を作成し、該当患者の病歴などのデータベース入力の基礎が完成し一部入力を完成した。また、血清の収集方法の検討も終了した。
原生代後期の地球表層環境変動の解読

化石記録から生命は原生代末期からカンブリア紀に急激に進化・多様化した事が知られている。この時代を境に多細胞で硬骨格を持つ生命が出現し始め、現存する全ての動物門が一斉に化石として姿を残すようになった(カンブリア大爆発)。この生命の爆発的進化を起こした原因について、この時代の堆積岩を用いた同位体比測定などから解明が試みられている。生命進化には、当時生命が存在していた海洋組成の変化が密接に関連していた事が予想される。海水組成の変動と生命進化の関連性とその原因の解明は、科学において極めて重要なテーマである。南中国には原生代末期からカンブリア紀の化石を含んだ地層が連続的に産出するため、この時代の研究に最適な場所である。私たちは2010年度までに南中国の4地域にて15本の掘削試料を採取済であった。今年度は約1ヵ月間の地質調査の中で、三峡地域にて新たに4本の掘削試料の採取場所の選定を行った。これにより、原生代末期から初期オルドビス紀までの堆積岩を掘削試料として保持する事ができた。既に採取済の掘削試料から約1250個の岩石チップを切り出し、現在薄片を作成中である。また、3地域8本の掘削試料から436個の粉末試料を作成した。これについては研究協力者の東京工業大学の学生がC,O同位体比を測定済である。今後この粉末を用いSrなどの同位体比測定を行っていく。鉄は全ての生命において必須な元素であり、海洋中では生物生産を制限する元素の一つである。古海洋中での鉄に関する情報は鉄を含む鉱物の鉄同位体比から得る事ができる。岩石薄片中に含まれる黄鉄鉱(FeS_2)の鉄同位体比を、fs-LA-MC-ICP-MSを用いて局所分析を行った。その結果、原生代末期からカンブリア紀に至るまで、+0.5‰を超えるような高い鉄同位体比が得られた。これは海洋中に溶存鉄(Fe^<2+>_<aq>)が豊富に存在していた事を意味し、カンブリア大爆発時の海洋で鉄は生物生産を制限する要因では無かった事が示唆された。書類申請時に掲げた3つの研究計画のうち、そのうちの1つ(黄鉄鉱の鉄同位体比の測定)については分析が完了し、既に論文投稿にむけて準備を進めている。残る2つの研究計画に関しても予備分析を終え、本分析に入れる段階に達したため、順調に進展していると判断できる。他機関の助教着任のため、今年度にて特別研究員PDの研究期間は終了となってしまったが、可能な限り申請時に計画した研究の完成に尽力する。そのために次の科研費の獲得を目指し、得られた成果を当初の予定通り2年以内に国際誌に投稿し、成果を公表する。

他機関の助教着任のため、今年度にて特別研究員PDの研究期間は終了となってしまったが、可能な限り申請時に計画した研究の完成に尽力する。そのために次の科研費の獲得を目指し、得られた成果を当初の予定通り2年以内に国際誌に投稿し、成果を公表する。
弾性、粘弾性、流動などの複合的効果と結合した相転移ダイナミクス

「弾性、流動、粘弾性などの複合的効果と結合した相転移ダイナミクス」という表記研究課題のもとに主に粘弾性流体の示す、新奇な非平衡物性、相転移ダイナミクスについて研究を行った。1.流動下の粘弾性相分離現象流動について詳細な計算機実験的研究を行った。その主要な結果は以下のとおりである。(i)溶媒リッチ相は流動に対してより強い変形を受け、速度勾配が集中し、系の潤滑剤として作用する。その結果、系の粘性は減少する(相分離によるshear-thinning)。(ii)系の応力の大部分は高分子リッチ相が保持するが、高分子リッチ相は流動場による変形、破断、会合を繰り返し過渡的ゲルとして作用する。この複雑な運動は応力の大きな揺らぎをもたらす。(iii)シェアレートが弱い場合、流動によってドメインの粗大化は促進される。しかし、シェアレートが強い場合には、シェア流によるドメインの破断の効果が強くなるため、粗大化の進展が抑制される。この場合、動的な定常状態を実現する。我々が得た結果は近年の実験結果と定性的に一致する2.昨年度の研究で代表者は粘弾性長の逆数程度の波数で粘性が波数依存性を持つという粘弾性効果を初めて報告した。今年度は、この結果を受けて絡み合い高分子溶液のマイクロレオロジーの詳細な解析を展開した。その結果、絡み合い高分子系特有の内部構造、粘弾性効果を反映して、マイクロレオロジーによって観測される複素ずり弾性率は、マクロな測定で得られるものとは量的のみならず質的にも異なるものになりうることを予測した。上記の研究以外にも高分子溶液の動的臨界現象、ミセル溶液のシアバンド現象、固体の塑性変形に関して研究を行った。これらの研究で得た成果は各種国際会議、国内学会、海外学術雑誌において公表した。絡み合い高分子溶液系では、応力の大部分が高分子のネットワークによって支えられ、溶媒と高分子鎖の支える応力の間に大きな差異が生ずる(動的非対称性)、また高分子鎖の絡み合いに由来して、動的な協同運動に特徴的なサイズが存在する(粘弾性長)。本年度はこのような高分子溶液系に特徴的な粘弾性効果が、種々の輸送現象や相転移ダイナミクスに及ぼす影響を調べ、さまざまに新しい効果を見出した。以下にこれを列挙する。1.高分子溶液では上記の粘弾性効果が流体緩和に大きな影響を与えることを示した。その結果、粘弾性長の逆数程度の波数において、粘性係数は顕著な波数依存性を示すことを初めて報告した。(Journal of the Physical Society of Japanに掲載)2.従来、高分子溶液の動的臨界現象は古典流体のそれと同じ普遍性を有すると考えられてきた。ところが、近年、このような理解に対して疑問を呈する実験結果が数多く報告されている。本研究では土井-小貫の2流体モデルに立脚して、モード結合理論に基づいた解析を展開した。その結果、絡み合い高分子溶液に本質的な粘弾性効果がその動的臨界現象に強く影響を与えることを示し、実際的な意味(現実の実験状況下)において古典流体の動的普遍性(model H)が破綻することを結論した。(Journal of the Physical Society of Japanに掲載)3.相分離した高分子溶液においては2相の粘弾性的性質が著しく異なるために、その外場に対する応答は2相で非対称である。本研究では計算機シミュレーションを用いて、特にメソスケールに広がったヘテロなドメイン構造が存在する場合のレオロジー、ドメインモルフォロジーについて詳細な研究を行い、粘弾性に由来する種々の効果を報告した(Physical Review E誌に投稿中)。また、この結果は近年の散乱実験、顕微鏡観察の結果を定性的に説明する。
歯周病予防の為の新規成分ワクチンおよびプロテアーゼ阻害剤の開発

成人性歯周炎はPorphyromonas gingivalis(Pg)の患部への定着および炎症性サイトカイン誘導能を持つ線毛やLPSの作用、同菌が産生する組織障害性のプロテアーゼにより惹起されることが明らかになりつつあるが、同症の予防・治療には有力な手段がなく、現在、根本的な予防法および治療法の開発が切望されている。本研究では、Pgの菌体表層抗原であると共に病原因子でもある線毛を免疫抗原として、Pgに対する強力な免疫抗体を誘導する粗膜適用型ワクチン開発に関する基礎的研究を行うと共に、ラット歯周病モデル系を用いてPg線毛ワクチンの効果判定を行った。1.Pg線毛およびPg線毛/rCTBワクチンをマウス鼻粘膜に投与すると、血清IgG/gA、鼻粘膜および唾液に分泌されるIgA抗体価が顕著に上昇した。rCTB(10μg)存在下において、抗体産生を有意に誘導する線毛の最少有効量は、0.5μgであった。また、抗体産生の時間経過を検討した結果、抗原(Pg線毛0.5μg/rCTB10μg)の4回投与(O,14,21,28日目)において、血清IgG抗体価は12日目から屠殺日35日目まで上昇を続けた。粘膜免疫により誘導された血清IgGサブクラスはIgG1>IgG2b>IgG2aの順に高い抗体価が認められた。また、唾液中の分泌型IgA抗体価は18日目から上昇し、その抗体価はアジュバントの存在により有意に上昇した。2.線毛rCTB抗原の安全性を評価した結果、Pg線毛(5μg)/rCTB(10μg)投与群の鼻粘膜組織に軽度の炎症細泡浸潤が認められたが、肥満細胞は観察されなかった。また、同実験群ではNALTの腫大およびリンパ濾胞の形成も認められると共に、鼻粘膜固有層にIgA陽性形質細胞が観察された。3、Pg感染により誘発される歯槽骨吸収を指標としたラット歯周病モデル実験系を用い、Pg線毛ワクチンの歯槽骨吸収阻止効果を評価した結果、Pg感染により起る歯槽骨吸収は、ワクチン非投与群では0.61mmの骨吸収が認められたのに対し、ワクチン投与群では0.16mmと明らかな骨吸収抑制された。これらの所見は、歯周病予防に対する粘膜適応型ワクチンとして、Pg線毛rCTB抗原の有用性を示唆するものと考えられる。免疫プローブの調製:Pg線毛は、菌体剥離線毛浮遊液から40%飽和硫安塩析法により粗標品を調製した後、Poros20HQカラムにより精製した。rCTBは、pNU212-CTBを組み込んだBacillus brevisより調製した。Pg線毛/rCTBの抗体誘導能:Pg線毛およびPg線毛/rCTBマウス鼻粘膜に投与した結果、線毛抗原の全身性の免疫応答は、線毛抗原の量やアジュバントであるrCTBの併用を問わず、血清中に高い線毛特異的IgG・IgA抗体価を誘導した。

特に唾液中の分泌IgA抗体価は、Pg線毛の単独投与でもは上昇するが、その効果はrCTBを併用すると有意に増強された。線毛抗原の組織への影響:線毛抗原の鼻腔免疫実験に対するマウスの鼻腔粘膜および肺への組織障害性を病理学的に検討した。鼻粘膜組織では、Pg線毛とrCTBを各10mgずつ併用投与群においてのみ、鼻粘膜の上皮下結合組織内に好中球やリンパ球形質細胞の軽度の浸潤が観察され。一方肺では、同様の実験群における気管支や血管周囲に慢性炎症細胞の浸潤が比較的強く認められた。成人性歯周炎に対するワクチン開発を目的として、Porphyromonas gingivalis(Pg)の菌体表層抗原であると共に病原因子でもある線毛とrCTBの免疫プローブを調製し、Pgに対する強力な免疫抗体を誘導する粘膜結合型新型薬剤の可能性を検討した。申請者らは、Pg線毛/rCTBワクチンが、経鼻投与により分泌型IgAおよび血清IgG・IgA抗体を顕著に誘導し、成人性歯周炎の予防薬として応用できる可能性を示唆した。本年度は、Pg線毛/rCTBワクチンの免疫誘導能を詳細に検討した結果、Pg線毛/rCTB(10μg)をマウス鼻腔免疫において、唾液、鼻腔および肺洗浄液の抗Pg線毛分泌型IgA抗体産生を有意に誘導する線毛の最少有効量は、それぞれ0.5μgであった。線毛単独投与において先の共投与と同等の抗体産生を誘導するためには20倍に相当する10μgの線毛を必要としたことから、rCTBのアジュバント効果は優れていることが明らかになった。共投与における血清IgG/IgA抗体については、アジュバントの存在に関わらず、線毛0.5μgで有意な抗体産生誘導が観察された。また、抗体産生の時間経過を検討した結果、抗原(Pg線毛5μg/rCTB10μg)の4回投与(0,14,21,28日目)において、血清IgG抗体価は12日目から屠殺日35日目まで上昇を続けた。粘膜免疫により誘導された血清IgGサブクラスはIgG1>IgG2b>IgG2aの順に高い抗体価が認められた。また、唾液中の分泌型IgA抗体価は18日目から上昇し、その抗体価はアジュバントの存在により有意に上昇した。また、線毛ワクチン投与による組織における免疫誘導ならびに安全性評価を行った結果、鼻粘膜では、Pg線毛5μgとrCTB10μgを併用投与した群の上皮下結合組織内に軽度の炎症細胞浸潤が認められ、IgA陽性形質細胞が観察された。しかし、その他の実験群および対照群共に著しい病的変化は全く認められなかった。また、対照群と比較して、実験群(線毛5μg、rCTB10μg)では鼻腔内の粘膜免疫誘導組織であるNALTの腫大が観察され、リンパ濾胞の形成も認められた。この成績から、線毛ワクチンの経鼻投与により惹起される局所並びに全身性免疫応答にはNALTが関与していることが明らかになった。平成12年度の研究では、Pg由来精製線毛を単独またはrCTBと併用してマウス鼻粘膜に投与した結果、これら抗原が血清IgG/IgAおよび粘膜IgA抗体の産生誘導を惹起することを示した。そこで、本年度の研究では、Pg線毛/rCTBコンジュゲート経鼻免疫における線毛抗原の最低有効量、産生誘導される抗体の種類とそのタイムコース、並びに免疫時に見られる組織障害性などを詳細に検討した。また、Pg-LPS O-抗原多糖部分のエピトープ構造解析、並びに無毒化LPS/rCTB単独および化学結合型コンジュゲートの抗体誘導能評価に関する研究に着手した。その結果、線毛抗原の誘導は、0.5-50μgの抗原量において、経鼻免疫における全身性の応答をして血清中に優位に高い線毛特異的IgG抗体を誘導した。
協調学習支援システムによるグループ作業を組み込んだ工学系授業の実践

電磁気学の授業に、タブレットPCによる協調学習支援システムを導入して、高度化を試みた。まず、毎回56名の2グループに、課外で復習テーマでの課題解決を行わせた結果を、授業で発表させたが、課題解決に時間がかかり過ぎ、担当外の学習者は、議論に参加せず、授業者は、事実上同じテーマの授業を2回やることになった。そこで、シナリオを変更し、毎回各3名からなる68チームに、2題の予習課題のプランニングを分担させ、授業においては、サーバに上げられた課題ごとに複数のプランの発表をさせ、授業者が発展的講義も交えて比較議論を誘導しながら問題解決を行わせることで、テーマをこなしつつ授業の高度化を図ることができた。25年度においては、電磁気学の科目で、テーマを決めた授業の前に課題を与えておき、授業中に、それぞれ3名からなる9つの小グループに各1台,協調学習支援システムのタブレットPCを使わせて、教員がテーマの講義をしながら質疑も含めて参加する授業内協調学習によって、協調して課題の解決計画を行うやり方を、実践しながら検討した。授業の後の課外では、指名した6名のグループの各メンバに一台のタブレットPCを与えて、協調学習支援システムを使わせ、授業内で得られた複数の計画から選んで、協調でレポートを作成させた。その次の授業で、グループに発表をさせ、問題点を指摘しながら、再び、授業内協調を行わせ、テーマの講義を継続、発展させた。授業内協調では、小グループごとに、口頭で相談しながら、部分的でよいから、個別場で手描きによって提案を作らせ、協調場に上げさせて、比較検討の議論を行わせた。課外で行わせた一人一台のレポート作成では、グループのメンバの銘々に、個別場において自分のレポートのドラフトを手描きで作らせながら協調場に提案させて、メンバからのコメントを受けて、改訂することをくり返させた。24年度においては、予習的な課題を与えて、支援なしの対面対話によるグループ作業の結果を発表させ、講義につなげる授業の実践を複数の科目で行って、方法を確立した。一方、すでに試作された協調課題解決学習支援システムを、この方法の支援に向けてカスタマイズした。とくに、教材を引用しながら協調場で行われる課題解決過程の議論にもとづき、各メンバが個人場で編集したレポートの断片を協調場に上げて比較検討し、グループのレポートを作って行くエディタを整備した。また、意味ネットワークによる教材への手がかり表現と学習者がメニューベースで編集したキー表現の間で、スレッド(意味要素の接続)の最長一致による照合カウントを行う検索エンジンについて、ループを含む任意のパターンに対応できるように大幅な改良を行った。教材については、手がかり表現のセマンティックユニットのほか、知識や課題解決の成り立ちの構造を、根拠とするあるいは利用する知識や手続きのブロックの接続として表わすプランユニットのエディタを整備した。この表現は、グループが、解決過程のプランニングを、検索された知識や課題解決事例の構造からとられたブロックの接続で表現するために使われ、レポート作成や発表で参照される。教材のコンテンツについては、次年度からの実践に向けて、既にWord上で用意されているコンテンツを知識の単位に細分化し、必要な補助教材を含めて画像化して上述の2ユニットと共にXHTMLファイルに作成する手順を整備した。教材利用の際に、この教材ファイルを読んでユニットを分離してデータ構造を作り出す一方で、検索された教材のコンテンツを教材場に配信するサーバサイドのプログラムを整備した。システムとしては、次年度からの実践に向けて、最大6名からなる2グループが、タブレットPCを使い、どの教室でも、同時に協調作業を実施できる環境を整えた。工学教育の目標は、現実の問題に遭遇したとき、チームで、解決の過程や結果に対する評価とともに、解決の方法を与える知識を探し、それに基づいて、解決過程のプランを組み立てる力を持たせることにある。過去2年と同様、工学系の電磁気学IIの45名ほどのクラスの授業を対象として、本年度は、次のような試みを行った。知識ユニットの教材資料を全員に配布したうえで、予習課題23題を課し、各3名からなるチームを単位として、7チームほどに、授業日の前日に、課題を分担させてその解決のプランについてタブレットPCでレポートを作らせ、サーバに上げさせた。授業においては、協調学習支援システムを用いて、課題ごとに異なるチームによる複数のプランの発表をさせ、比較に基づいて授業者が議論をガイドし、正しいプランと課題解決に導きながら、必要な知識の理解と使い方を講義し、まとめの後、次のテーマの概要と予習課題を説明した。研究授業も行われ、見学教員と学生に好評であったが、具体的な一例として、「マイクロホンとヘッドホンの原理となる磁気回路と可動コイルからなる系が、どのようなときにマイクロホンになりヘッドホンになるか」という課題については、さまざまな考え方が提出され、授業が活性化された。

知識ユニット教材の検索を支援する検索機構については、教材に付ける手がかりと検索キーを編集するためのフレームとキーワードについて改定を重ねている。また、知識ユニット教材にプランユニットを付加しておき、検索された教材のプランユニットを課題レポートにコピーして、手描きでリンクし、記号の書き込みを行う、さらにはクリックで教材を参照する仕組みについても試作を続けている。プランニングを支援する仕組みとして、検索された知識教材の手がかり表現を表示し、それを基に、それまでのプランにリンクできる知識教材の検索キーを作れるようにすることも検討している。教育工学、情報通信工学協調学習支援システムのベースとなる個別場と協調場の連携については完成していて使えているが、やや手順が手がかかりすぎる。また、電子的な教材の検索によって、解決計画を行わせる試みは、検索エンジンを協調学習支援システムに組み込むのが遅れたために、紙の教材に頼っての実践にとどまっている。研究の目的は、予習的な課題を与え、対面対話によるグループ作業の結果を発表させて講義につなげる授業の実践において、協調作業支援システムを使わせたグループと使わせないグループの違いを評価することであるから、まず、支援なしでも、こうした授業が成立するための方法を見出さねばならない。平成24年度では、複数の授業で試行錯誤の末、授業の中でも、簡単な質問にグループで議論して答えさせることを実践して慣れさせ、課外でまとめさせて発表させるときには、授業の最後で、アドバイスを与えながら、全グループに作業を開始させ、その延長として、課外でまとめさせるという方法が成立することを見出した。教材の整備に時間がかかっているが、25年度前期では、教材は紙ベースで、レポートのみシステムを用いて作成発表をさせる実践を複数の科目で行える態勢にある。25年度の後期からは、既にほぼ完成を見ている支援システムを全面的に導入できる見込みである。個別場と協調場の連携については完成していて使えているが、やや手順が手がかかりすぎるので、もっと簡便にするための改修を行う。学生の方からの要請として、作業場に置けるコピー機能と、誤った消去に対する回復機能があり、対応することとする。電子的な教材の検索によって、解決計画を行わせる試みは、検索エンジンを協調学習支援システムに組み込むのが遅れたために、紙の資料に頼っての実践にとどまっていたが、組み込みが完成したので、実践に用いる。また、検索エンジンのベースにあるJava-Prolog連携に有料ソフトを使ってきたが、ライセンス料が高額なので、普及を図るためにも、フリーソフト(SWI-Prolog-JPL)に入れ替える。教材検索のための手がかり表現を編集するオーサリングシステムを、様々な分野に使える汎用性の高いものとして、充実させる。授業内での小グループをメンバとする協調学習は、インタラクティブな授業実践としての意義も大きい。とくにこの方向の実践を充実させて評価を行う。電磁気学の教材の整備に多くの時間を割く一方、平成25年度前期は、複数の科目で、システムのレポート機能だけを使った実践を行う。