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バイオミネラリゼーション・メカニズムに基づく高齢者のう蝕予防・治療法の開発

近年、急激に増加している高齢者の根面う蝕を予防し、長期にマネジメントするために、超効率的な再石灰化促進、架橋形成促進、およびコラーゲン分解抑制の3つの観点から研究を推進している。まず、積極的に象牙質の再石灰化を促す観点から、修復材にカルシウムを添加することを試みた結果、グラスアイオノマー充填セメントに含まれているストロンチウムの半分量をカルシウムに置換することで、酸性環境でも有意にミネラル喪失量および脱灰深さが小さくなることが、特性X線およびγ線によるPXIE/PEGE原子定量測定およびマイクロCT解析よりわかった。次に、象牙質の主たる有機成分であるコラーゲンを強化することを目的として、UVA活性リボフラビン処理にて架橋形成を促進した。その結果、コラーゲンネットワークが強化されることが、酸性環境においてミネラルの喪失の防止に寄与し、根面象牙質の耐酸性向上に直接的に影響を及ぼすことを発見した。また、透過型電子顕微による形態観察、およびSDS-PAGEとウエスタンブロッティングにより、UVA活性リボフラビン処理にて酸性環境下においても架橋の形状が明らかに保持されていることを可視化した。さらに、う蝕の脱灰によって露出するコラーゲンから放出される分解酵素によって、コラーゲン自体が劣化るすことで脱灰が加速することが知られている。このプロセスを抑制することを目的として、亜鉛を添加することでコラーゲン分解酵素の活性中心を偏位させ、分解を効果的に抑制することに成功した。PXIE/PEGE原子定量測定およびマイクロCT解析により、亜鉛の取り込みが象牙質の耐酸性向上に直接的に寄与していることを示すとともに、SDS-PAGEとウエスタンブロッティングにより亜鉛添加がコラーゲンの分解を顕著に抑制することを証明した。平成30年度は、平成29年度に続いて、根面う蝕の進行抑制と長期マネジメントにおいて、ミネラルとコラーゲン両方からのアプローチが必須であることを示した。まず、修復材料にカルシウムを添加することで、効率的に二次う蝕を抑制することが可能であることを特性X線およびγ線によるPXIE/PEGE原子定量測定にて示した。この成果は、根面う蝕抑制効果を示す修復材料の設計に必要とされる具体的な濃度分布基準を示しており、次世代型の機能的修復材の開発に直結する成果である。次に、UVA活性リボフラビン処理による架橋形成が、根面う蝕防止に効果的であることを可視化して証明した。加えて、脱灰した象牙質が、UVA活性リボフラビン処理によって形成された架橋を足場とすることで効果的に再石灰化できたことは、新たな根面う蝕予防・治療法の提案につながる成果である。さらに、亜鉛イオンにより象牙質中のコラーゲン分解酵素活性が低下することが、根面う蝕の予防と進行抑制の両方に功を奏することを発見し、そのメカニズムをSDS-PAGEにて示すことができたことも意義ある成果である。う蝕罹患象牙質を想定し、脱灰象牙質がUVA活性リボフラビン処理によって、どの程度、再石灰化可能なのかを明らかにする。すなわち、「削らない虫歯治療」の限界を探索する。その際、事前の脱灰量とUV照射条件をコントロールすると同時に、フッ化物およびカルシウム素材との相乗効果をPXIE/PEGE原子定量測定と透過型電子顕微鏡観察にて評価する。また、亜鉛イオンによるコラーゲン分解抑制については、その分子メカニズムを量子ビームにより原子レベルで分析を進める。その際、MMP2および9など種々のコラーゲン分解酵素について、それぞれの分解抑制効果を検討する。高齢者のう蝕は増加の一途をたどっており、解決すべき喫緊の課題となっている。われわれは、これまでに、う蝕の評価法として特性X線およびγ線を応用し、非破壊にてミネラル元素の連続定量・定性法を確立して、各元素のう蝕進行抑制の効果を検証してきた。一方、う蝕の進行や歯質の評価には、ミネラルのみならずコラーゲンの性質が影響していることも明らかにしている。これらの背景をふまえて、平成29年度は、UVA活性リボフラビン処理により歯根象牙質の機械的強度ならびに耐酸性が顕著に向上することをマイクロCT解析によって明らかにした。また、UVA活性リボフラビン処理によりタイプ1コラーゲンに分子間および分子内の架橋形成が促進されることを、透過型電子顕微による形態観察、FTIRによる分子構造分析、およびSDS-PAGEとウエスタンブロッティングにより明らかにした。すなわち、UVA活性リボフラビン処理にて架橋形成が促進されコラーゲンネットワークが強化されることが、酸性環境においてミネラルの喪失の防止に寄与し、歯根象牙質の耐酸性向上に直接的に影響を及ぼすことを示した。さらに、コラーゲンを象牙質に内在する酵素分解から保護する観点から、従来の根面う蝕修復材料であるグラスアイオノマーセメントに亜鉛ガラスを添加した塗布材を根面象牙質に作用させたところ、特性X線およびγ線によるPXIE/PEGE原子定量測定およびマイクロCT解析により、亜鉛の取り込みが象牙質の耐酸性に影響を及ぼすことを明らかにした。平成29年度は、UVA活性リボフラビン処理にて架橋形成が促進されコラーゲンネットワークが強化されることが、酸性環境においてミネラルの喪失の防止に寄与し、歯根象牙質の耐酸性向上に直接的に影響を及ぼすことが示された。これは、根面う蝕の予防・治療に必須である再石灰化を促すネットワークが保持できることを示しており、形成されたコラーゲン架橋ネットワークに如何に効率的にミネラルを再沈着させることができるかの検討への基盤となる成果である。

さらに、コラーゲン保護の観点から、亜鉛ガラス添加グラスアイオノマーセメントを根面象牙質に作用させたところ、亜鉛の取り込みが象牙質の耐酸性に影響を及ぼすことが明らかとなった。象牙質に内在するコラーゲン分解酵素の働きに関わる亜鉛が耐酸性に寄与していることが明らかになったことをふまえて、さらにそのメカニズムを深く探索に発展する新たな発見と言える、近年、急激に増加している高齢者の根面う蝕を予防し、長期にマネジメントするために、超効率的な再石灰化促進、架橋形成促進、およびコラーゲン分解抑制の3つの観点から研究を推進している。まず、積極的に象牙質の再石灰化を促す観点から、修復材にカルシウムを添加することを試みた結果、グラスアイオノマー充填セメントに含まれているストロンチウムの半分量をカルシウムに置換することで、酸性環境でも有意にミネラル喪失量および脱灰深さが小さくなることが、特性X線およびγ線によるPXIE/PEGE原子定量測定およびマイクロCT解析よりわかった。次に、象牙質の主たる有機成分であるコラーゲンを強化することを目的として、UVA活性リボフラビン処理にて架橋形成を促進した。その結果、コラーゲンネットワークが強化されることが、酸性環境においてミネラルの喪失の防止に寄与し、根面象牙質の耐酸性向上に直接的に影響を及ぼすことを発見した。また、透過型電子顕微による形態観察、およびSDS-PAGEとウエスタンブロッティングにより、UVA活性リボフラビン処理にて酸性環境下においても架橋の形状が明らかに保持されていることを可視化した。さらに、う蝕の脱灰によって露出するコラーゲンから放出される分解酵素によって、コラーゲン自体が劣化るすことで脱灰が加速することが知られている。このプロセスを抑制することを目的として、亜鉛を添加することでコラーゲン分解酵素の活性中心を偏位させ、分解を効果的に抑制することに成功した。PXIE/PEGE原子定量測定およびマイクロCT解析により、亜鉛の取り込みが象牙質の耐酸性向上に直接的に寄与していることを示すとともに、SDS-PAGEとウエスタンブロッティングにより亜鉛添加がコラーゲンの分解を顕著に抑制することを証明した。平成30年度は、平成29年度に続いて、根面う蝕の進行抑制と長期マネジメントにおいて、ミネラルとコラーゲン両方からのアプローチが必須であることを示した。まず、修復材料にカルシウムを添加することで、効率的に二次う蝕を抑制することが可能であることを特性X線およびγ線によるPXIE/PEGE原子定量測定にて示した。この成果は、根面う蝕抑制効果を示す修復材料の設計に必要とされる具体的な濃度分布基準を示しており、次世代型の機能的修復材の開発に直結する成果である。次に、UVA活性リボフラビン処理による架橋形成が、根面う蝕防止に効果的であることを可視化して証明した。加えて、脱灰した象牙質が、UVA活性リボフラビン処理によって形成された架橋を足場とすることで効果的に再石灰化できたことは、新たな根面う蝕予防・治療法の提案につながる成果である。さらに、亜鉛イオンにより象牙質中のコラーゲン分解酵素活性が低下することが、根面う蝕の予防と進行抑制の両方に功を奏することを発見し、そのメカニズムをSDS-PAGEにて示すことができたことも意義ある成果である。平成29年度に確定した耐酸性に優れ再石灰化
テラヘルツ時間領域分光法を用いた生体高分子の立体構造のゆらぎと機能に関する研究

平成19年度は、5月中旬から3月末までカナダ・トロント大学のR.J.Dwayne Miller教授の研究室を訪問し、可視光または電子線を用いたタンパク質ダイナミクスの測定手法を学んだ。行った研究は以下の2点である。1.1ml以下の微量試料を繰り返し測定に用いるためのサンプルフローシステムの構築2.100kV電圧印加電子銃を用いた時間分解電子線回折装置の構築1は、ロドプシン中のレチナール分子の光異性化反応を光制御する研究グループの一員として研究した成果である。この実験では、約500nmの可視光を用いてレチナール分子を光異性化させるため、時間とともにロドプシン水溶液の質が劣化する。そのため、微量のサンプルをフローさせる装置が必要である。実際には、サンプルをフローさせる代わりにシリコンウエハをスペーサーに用いたサンプルセルを2次元平面上で振動させる装置を構築した。また同様の原理を用いて、白色光を発生させるためのCaF_2結晶を連続的に移動させるための装置も構築した。またイカロドプシンの精製にも携わった。2では、当研究室で構築中の100kV電圧印加の電子銃を用いた時間分解電子線回折装置の性能評価や、波数較正などを行い、電子線回折のノウハウを学ぶとともに装置の性能向上に貢献した。またタンパク質結晶の電子線回折を測定するために必要なタンパク質結晶生成とその薄膜作りに携わった。平成18年度は、以下の3点1.アラニン分子結晶の低振動数モードについての詳細な解析、2.アラニンオリゴマー分子結晶の低振動数モードに対する水和効果に関する実験と考察、3.ニワトリ卵白リゾチームのテラヘルツスペクトルに対する水和効果に関する実験と考察を行い、各項目について以下のような知見を得た。1では、アラニン分子結晶における吸収バンドのバンド振動数及びバンド幅の温度変化を解析した結果、150K以下における低振動数モードの緩和はエネルギー緩和で説明できること、各モードに対応するポテンシャルの非調和性の大きさはモードに依存せずほぼ同じであることが分かった。2では、アラニンオリゴマー分子結晶のテラヘルツ時間領域分光測定を行った結果、水和によってバンド振動数は高振動数側にシフトし、バンド幅は狭くなることを見出した。さらに吸収バンドの温度変化から、水和によるバンド幅の減少は不均一拡がりが減少したためであることが分かった。これらの実験結果から、アラニンオリゴマー分子結晶においては、水和水との水素結合によって低振動数モードの復元力が強化され、結晶の乱れが減少することが分かった。3では、ニワトリ卵白リゾチームのテラヘルツ時間領域分光測定を行い、低温(^-10K)から常温までのテラヘルツスペクトルを取得した。ペレット状及び粉末状における測定の結果、定性的またある程度定量的な議論が可能なスペクトルが得られることを確認した。また得られたスペクトルを用いて、中性子散乱の動的構造因子に相当する物理量を導出し、中性子非弾性散乱スペクトルとの比較を行った。その結果、テラヘルツ時間領域分光法によって中性子非弾性散乱スペクトルと非常によく似たスペクトルが得られることを明らかにした。
直接接触凝縮加熱による高密度ポリエスチレン潜熱蓄熱体への蓄熱

潜熱蓄熱体の一種である高密度ポリエチレン(HDPE、固相の結晶転移温度130°C)への潜熱蓄熱について、蓄熱槽内の温度を空間的に一様に保て,かつ蓄熱体表面で高い熱伝達係数が実現できる直接接触凝縮加熱方式,すなわちHDPEの結晶化温よりいくぶん高い飽和温度を有する蒸気をHDPE上で凝縮させる加熱方式について実験的に検討を行った.直径100mm,高さ200mmのステンレス製蓄熱槽内に粒状の蓄熱体を充填し,容器の上方からエチレングリコ-ルー水素気の混合蒸気を流入させ,蓄熱完了に要する時間,槽内温度の時間的・空間的変化を測定した.さらに,充填槽の高さおよび流入蒸気温度と蓄熱特性との関連についても検討した.得られた成果は1.蓄熱体を体接接触凝縮加熱することにより,従来の自然対流型蓄熱槽による加熱方式に比べて,蓄熱完了時間が飛躍的に短縮可能であることが明らかになった.さらに,蓄熱完了に要する時間について,蒸気温度が結晶化温度より高い領域では蒸気温度の増大につれて低下する.一方,蒸気温度が結晶化温度より低い領域では蒸気温度の増大につれて蓄熱完了時間が増大する.これらの特性は,本蓄熱材が潜熱分散型の比熱特性を有することに起因する.2.蓄熱効率(蓄熱量/容器流入熱量)は蓄熱開始直後に最大となり,時間の増加につれて単調に低下する.また,蓄熱効率は充填槽高さが高い場合の方が大きい.潜熱蓄熱体の一種である高密度ポリエチレン(HDPE、固相の結晶転移温度130°C)への潜熱蓄熱について、蓄熱槽内の温度を空間的に一様に保て,かつ蓄熱体表面で高い熱伝達係数が実現できる直接接触凝縮加熱方式,すなわちHDPEの結晶化温よりいくぶん高い飽和温度を有する蒸気をHDPE上で凝縮させる加熱方式について実験的に検討を行った.直径100mm,高さ200mmのステンレス製蓄熱槽内に粒状の蓄熱体を充填し,容器の上方からエチレングリコ-ルー水素気の混合蒸気を流入させ,蓄熱完了に要する時間,槽内温度の時間的・空間的変化を測定した.さらに,充填槽の高さおよび流入蒸気温度と蓄熱特性との関連についても検討した.得られた成果は1.蓄熱体を体接接触凝縮加熱することにより,従来の自然対流型蓄熱槽による加熱方式に比べて,蓄熱完了時間が飛躍的に短縮可能であることが明らかになった.さらに,蓄熱完了に要する時間について,蒸気温度が結晶化温度より高い領域では蒸気温度の増大につれて低下する.一方,蒸気温度が結晶化温度より低い領域では蒸気温度の増大につれて蓄熱完了時間が増大する.これらの特性は,本蓄熱材が潜熱分散型の比熱特性を有することに起因する.2.蓄熱効率(蓄熱量/容器流入熱量)は蓄熱開始直後に最大となり,時間の増加につれて単調に低下する.また,蓄熱効率は充填槽高さが高い場合の方が大きい.
口腔・顔面・頭頚部愁訴に関する研究-ストレスの自律神経系応答と身体表現について-

顔面・頭頸部領域の愁訴に関しては各診療科の身体医学的なアプローチでは解決し得ないのが現状である。この度、心身学的なアプローチを試みるために、ストレスと筋緊張の関係から、頭頸部、頸肩部の諸筋群の緊張によってもたらされると考えられる愁訴との関係につき検討を行った。ストレスによって誘発された筋緊張と筋緊張の身体表現機序につき、自律神経機能の評価とストレスと頭頸部の筋緊張によってもたらされる頭頸部領域の愁訴と他身体領域への影響につき検討を行った。自律神経機能評価には心拍変動の周波数解析を行い、口腔・顔面・頭頸部領域の愁訴との相関を検討した。厚生労働省の調査報告にあるように口腔・顔面・頭頸部領域の身体愁訴項目が多く、これら愁訴をもつ人の多くは頸肩部の筋緊張を有しおり。実験的には日常的、慢性的なストレス下に置かれたときの筋緊張が頸肩部の緊張として身体表現されることを、クレペリンテストと頸肩部筋緊張の調査やバイオフィードバック装置を用い観察し、ストレスと頸肩部の筋緊張表現があることを示唆する結果が得られた。日常臨床では心理調査、聞き取り調査から、明らかに日常的、慢性的なストレスに曝されている人を対象に自律神経機能の検討を行った。その結果、交感神経の機能亢進と副交感神経の減弱が観察され、口腔領域に愁訴をもつ患者群と対照群の比較でも患者群には交感神経の機能亢進と副交感神経の機能減弱が観察され、口腔領域の症状も頭頸部に発症している愁訴の一症状と考えられる結果が得られた。さらにストレスなどによって誘発される筋緊張とクレンチングによる嚥下第I相形成が、従来解明されていなかったストレスと呑気機構を解明することができ、呑気症の原因の解明に繋がった。以上のストレスと頭頸部頸肩部の筋緊張から発症する諸症状に対する実験的研究と臨床研究から、歯科領域における心身医学的な治療アプローチの必要な知識をまとめ、心身医学の入門書を上梓することが出来た。頭頸部の不定愁訴はストレスによる生体反応といわれているが,その発現機序は未だ不明な点が多い。われわれは頭頸部不定愁訴モデルを作製し,慢性ストレスにより持続的な緊張が頭頸部領域に筋緊張を発現させ(心身相関),様々な愁訴を発現させるとの仮説をで研究を行っている。今年度は舌痛症について研究を行った。舌痛症は近年,精神医学的要素の強い疾患で,心身症の症例は少ないといわれていた。しかし,われわれは舌痛症を頭頸部不定愁訴の一分症と位置づけ,筋電図による生体信号により心身相関の検討を行った。まず舌筋群の筋電図検査を行ったところ基準群と比較して舌筋群の安静時放電が大きく,また心身医学的な治療による改善とともに安静時筋放電の減少がみられたことから心身相関により筋緊張が舌痛症に何らか作用していることが示唆された。次に身体の筋緊張は自律神経系を介して生じることから自律神経機能について舌痛症症例で検討を行った。自律神経機能の検査は心拍変動の周波数解析により交感神経系・副交感神経系の評価を行った。結果は,舌痛症患者は基準群より交感神経系の冗進と副交感神経系の不活性がみられた。

とくに舌痛症状が強い群では副交感神経系の顕著な不活性がみられ筋緊張の主体は交感神経系の緊張だけではなく,副交感神経系の不活性により相対的な緊張が生じている可能性が示唆された。また舌痛症患者の心身医学的な治療経過の推移を観察すると,症状の改善と副交感神経系の活性化で有意な相関関係が得られた。これからも心身相関の証明とともに舌痛症患者では副交感神経系の不活性により生じる相対的な緊張が症状の発症・経過に関与している可能性が示唆された。今後は,これらの研究を頭頸部不定愁訴の一分症と位置づけている顎関節症・緊張型頭痛・呑気症などに応用していく予定である。口腔・顔面・頭頸部愁訴を有する患者は生活におけるストレスからの身体反応であることが明らかになりつつある。人が生活するうえで心理社会的なストレスが考えられているが、同じストレスイベントがそれぞれの個人にとって同様なストレスとなることはない。ストレスは人にとって様々であり、これを明示することは難しく、試みに反して明らかになってはいない。我々は、ストレスによる身体に起こる愁訴について明らかにするために、この発現機構について検討している。ストレスが人体に加わると、生理的に反応するが生体では自律神経系がこれを行っている。自律神経は交感神経系、副交感神経系が関与し交感神経系が反応したときに筋肉に防御や行動のために反応が生じる。これが筋緊張である。自律神経機能評価には心拍変動の周波数解析を、口腔・顔面・頭頸部愁訴の舌痛症患者に行った。舌痛症患者は対照群に比べ、交感神経系の機能亢進と副交感神経系の機能減弱が観察された。正常な自律神経系の機能が失われている可能性が明らかになった。一方、交感神経系の機能亢進から生じる筋の緊張状態は周囲の血管やリンパ管に影響を与えることが考えられる。筋緊張に対しては筋電計を用いた筋電図から、血管の変化については血流が影響を受けるためサーモグラフイーによる体表温度の変化を、またリンパ管についてはリンパ節の動態をエコーにて計測しつつある。臨床では口腔・顔面・頭頸部愁訴の呑気症患者では不適当な義歯より口腔諸筋群の緊張から嚥下反応が誘発され、呑気の1つの原因であることを平成15年度に国際心身医学会で発表した。口腔・顔面・頭頸部に愁訴を有する患者は生活におけるストレスからの身体反応であることが明らかになりつつある。人が生活するうえでは心理社会的なストレスが考えられているが、同じストレスイベントがそれぞれの個人にとって同様なストレスとなることはない。これが筋緊張である。筋緊張に対しては筋電計を用いた筋電図から、血管の変化については血流が影響を受けるためサーモグラフィーによる体表温度の変化を、またリンパ管についてはリンパ節の動態をエコーにて計測しつつある。
ロシア帝国統治下のムスリム社会における離婚・婚姻解消の法社会史的研究

1.史資料の所在調査と収集について、報告者は、国外、特にロシア連邦バシコルトスタン共和国ウファ市の公文書館等で行なう計画だった作業を、行なうことができなかった。これは次年度に必ず行なうものとする。国内で収集できる文献の方は、収集作業を進めた。2.史資料の読解と分析ついて、報告者は順次作業を進めた。特に研究課題(1)については、国際学会や国内研究会で口頭報告した後に得た助言をもとに、再検討を行なった。しかし、研究課題(2)のための作業は計画通りに進めることができず、次年度に作業速度を上げて続けるつもりである。国内研究会については、『第11回近代中央ユーラシア比較法制度史研究会』において「ロシア帝国ヴォルガ・ウラル地域のムスリムの婚姻簿ー法社会史研究の試み」という口頭報告を行なった。ここではムスリムの教区簿のうち婚姻簿の詳細な内容を提示し、歴史学、法学、地域研究の専門家から有益な助言を得た。婚姻の諸問題に対する言説研究的なアプローチの必要も認め、別の研究会で口頭報告「ロシア帝国ヴォルガ・ウラル地域のムスリム女性による最初の言論活動ー宗務協議会とウラマーの関連から」を行なった。報告者が、本研究課題の進捗状況をやや遅れていると判断する理由は、2つある。1つは、ロシア連邦バシコルトスタン共和国ウファ市の公文書館等で行なう計画だった史資料の所在調査と収集を、行なうことができなかったためである。これにより、史資料の読解と分析の作業も少し遅れた。2つめは、史資料の読解と分析で、特に研究課題(2)のための作業を計画通りに進めることができていないためである。報告者は、上述のいずれも、次年度の研究作業において解決できるものと考える。報告者は、次年度も当初計画の通りに研究作業を進める。ただし、本年度行なうことができなかった、ロシア連邦バシコルトスタン共和国ウファ市所在のバシコルトスタン国民文書館や図書館等における史資料の収集については、本年度分もあわせて行なうことができるかたちで、繰り越す予算を利用して実施する。また、研究課題(2)のための史資料の読解・分析については、作業速度を上げて取り組む。本研究の目的は、19世紀後半1905年のロシア帝国ヴォルガ・ウラル地域のムスリム社会で生じた離婚や婚姻解消の問題を歴史文献学的・法社会史的手法で分析し、そこにおけるイスラーム法由来の規範とロシア法・ロシア的法文化の複合・多元状況を明らかにすることである。これを踏まえて平成28年度は主に、研究課題「離婚や婚姻解消をめぐる問題群に関係する帝国の法と司法・行政制度、およびその運用における、法的複合・多元状況の解明」のための作業である、国内外における史資料の所在調査と収集、収集した史資料の読解と分析、分析内容の口頭報告による公開・再検討を進める計画だった。史資料の所在調査と収集については、国内の大学付属図書館等に所蔵されるものや購入すべきものの収集は順調に進めた。国外に所蔵されるものについては、ロシア連邦ウファ市で所在調査と収集を行なう計画だったが、実施できなかった。これに替えて、8月1627日にウズベキスタン共和国タシケント市に出張した際、本科研費による史資料の所在調査と収集も行なった。そして、タシケント東洋学大学付属東洋写本センター、および国立ナヴァーイー図書館所蔵の史資料の中に必要なものを見つけることができ、当初計画の通りでなくとも、ある程度の成果を得た。収集した史資料、特にムスリムの離婚・婚姻解消に関係するロシア帝国の法令類の読解と分析は随時進め、その口頭報告による公開については、まずロシア史研究会2016年度大会で行なった。そこでロシア帝国法制史の専門家から助言を得て、分析不足を補った。さらに、その結果を第8回近代中央ユーラシア比較法制度史研究会で口頭報告し、近接する専門分野の研究者から助言を得て、必要な修正を施した。現在、これを学術論文にまとめている。上記「研究実績の概要」欄に記したように、研究作業の89割方は順調に進めている。ただ、ロシア連邦ウファ市における史資料の所在調査と収集ができなかったため、一部の入手可能な史資料をまだ収集できていない。これについては、次年度、容易に実施できるはずである。これを踏まえて平成29年度は、主に次の4つの作業を実施した。1.研究課題「離婚や婚姻解消をめぐる問題群に関係する帝国の法と司法・行政制度、およびその運用における、法的複合・多元状況の解明」について、前年度から継続している作業を進め、特に法と司法・行政制度における法的複合・多元状況を明らかにする学術論文を作成した。この論文は商業出版予定の学術論集に収録されるため、複数の専門家から助言を得て、現在修正作業中である。2.上述の研究課題について、特に法の運用における法的複合・多元状況を解明するため、19世紀末のヴォルガ・ウラル地域で作成された教区簿を史料とし、読解と分析を進めた。そして、その結果を2017年度日本中央アジア学会年次大会で口頭報告した。

3.上述の研究課題に関連するものとして、19世紀前半までの当該社会におけるウラマー(イスラーム諸学を修めた知識人、法学者)の教育網と社会層形成の様相を明らかにする研究を行ない、その結果を2017年度史学研究会例会で口頭報告し、さらに『史林』第101巻1号で学術論文「ロシアのウラマーとイスラーム教育網に関する試論ー19世紀前半まで」として公刊した。4.国内外における史資料の所在調査と収集について、特に国外では、前年度実施できずに積み残していた、ロシア連邦ウファ市所在の図書館・文書館における史資料の所在調査と収集を行なった。同連邦カザン市にも必要な史資料があるとの情報を得ていたため、8月28日9月17日、ウファ市とカザン市の文書館・図書館で上述の13のための史資料を収集した。上記「研究実績の概要」欄に記したように、研究作業の89割方は順調に進めている。ただし、当初の研究計画では、もう1つの研究課題「流刑を科された夫を持つ妻が婚姻解消を求めた案件の解決方法を事例とする、帝国の法や司法・行政制度とムスリムの家族・共同体社会における法的複合・多元状況の法社会史的研究」に着手するはずだったが、これを行なうことはできなかった。その理由は、上述の「研究実績の概要」欄に記した、「2.法の運用における法的複合・多元状況の解明をめざした教区簿研究」の必要性を認め、こちらの方に着手したためである。当初計画におけるもう1つの研究課題「流刑を科された夫を持つ妻が婚姻解消を求めた案件の解決方法を事例とする法的複合・多元状況の法社会史的研究」については、次年度に着手する。また、これまでの研究成果を英語の学術論文にまとめる作業に若干の遅れが生じている。これも次年度に進める。1.史資料の所在調査と収集について、報告者は、国外、特にロシア連邦バシコルトスタン共和国ウファ市の公文書館等で行なう計画だった作業を、行なうことができなかった。これは次年度に必ず行なうものとする。国内で収集できる文献の方は、収集作業を進めた。2.史資料の読解と分析ついて、報告者は順次作業を進めた。特に研究課題(1)については、国際学会や国内研究会で口頭報告した後に得た助言をもとに、再検討を行なった。しかし、研究課題(2)のための作業は計画通りに進めることができず、次年度に作業速度を上げて続けるつもりである。国内研究会については、『第11回近代中央ユーラシア比較法制度史研究会』において「ロシア帝国ヴォルガ・ウラル地域のムスリムの婚姻簿ー法社会史研究の試み」という口頭報告を行なった。ここではムスリムの教区簿のうち婚姻簿の詳細な内容を提示し、歴史学、法学、地域研究の専門家から有益な助言を得た。婚姻の諸問題に対する言説研究的なアプローチの必要も認め、別の研究会で口頭報告「ロシア帝国ヴォルガ・ウラル地域のムスリム女性による最初の言論活動ー宗務協議会とウラマーの関連から」を行なった。報告者が、本研究課題の進捗状況をやや遅れていると判断する理由は、2つある。1つは、ロシア連邦バシコルトスタン共和国ウファ市の公文書館等で行なう計画だった史資料の所在調査と収集を、行なうことができなかったためである。これにより、史資料の読解と分析の作業も少し遅れた。2つめは、史資料の読解と分析で、特に研究課題(2)のための作業を計画通りに進めることができていないためである。
有機溶剤並びに鉛暴露の生物学的モニタリングに対して有用な新しい評価指標の確立

最近の調査によれば,陶磁器関連のプリント作業ではしばしば「有機溶剤中毒予防規則」による有機溶剤に指定されていない溶剤,例えばトリメチルベンゼン(TMB)を含有するシンナーが使用されており,この様な作業現場で働く労働者の健康影響が危惧される.そこで本研究では,先ずTMBを取り扱う作業者に対して,その暴露状況を把握すると共に,TMB暴露の生物学的モニタリングに対して有用な新しい尿中代謝物を明らかにし,TMB暴露量と尿中代謝物量との量・反応関係を解析した.その結果,尿中代謝物としては,TMBの3種の異性体の内で最も含有量の多い1,2,4-TMBの主たる代謝物である3,4-ジメチル馬尿酸(3,4-dimethylhippuric acid,3,4-DMHA)が最も有用であることが明らかにされた.更に,TMB暴露濃度と尿中代謝物濃度との量・反応関係を明らかにするために,作業者に拡散型の個人サンプラーを装着して各人の1,2,4-TMB暴露濃度を測定すると共に,その尿中代謝である3,4-DMHAの排泄量をHPLCにより測定し,両者の関係を解析したところ,比較的良好な直線関係が認められた.次に,鉛暴露の生物学的モニタリング指標として,従来の尿中δ-アミノレブリン酸(ALA)の他に,血漿中ALAの測定がどの程度有用であるかを,約400名の鉛作業中から得られたデータを解析して検討したところ,血漿中ALAの分析は従来の尿中ALAの測定以上に有用な生物学的モニタリング指標であることが明らかにされた.労働現場において暴露される有害物質の暴露評価に生物学的モニタリングの手法が導入され世界的な関心を呼んでいる.わが国では,平成元年に「有機溶剤中毒予防規則(有機則)」の抜本的改正がなされ,トルエン,キシレンを含む計8種の有機溶剤取り扱い作業者に対して当該尿中代謝物の測定が義務づけられている.ところが,最近の調査では,「有機則」に該当しない溶剤の使用が見られる.例えば,有田焼等の陶磁器関連のプリント作業では,現在の「有機則」に該当しない溶剤,具体的にはトリメチルベンゼン等が使用されており,これらは法的規制を受けないため,使用労働者の健康への影響が懸念される.そこで本年度は先ず,有機溶剤としてトリメチルベンゼン(TMB)を主に取り扱う労働現場の作業環境の実態調査を行い,TMBの作業環境濃度の把握と作業者の個人暴露量の実態を調べた.次に,TMBの尿中代謝物として,どの様なものが有用であるかを文献的に調べた.その結果,TMBの異性体の内で特に含量の多い1,2,4TMBの主たる尿中代謝物は3,4-ジメチル馬尿酸(34DMHA)であることが分かったので,この尿中代謝物のHPLCによる測定法の開発に取り組むと共に,溶剤取り扱い作業者における1,2,4TMB暴露量と尿中代謝物である3,4DMHA排泄量との間の量一反応関係の解明に向けた研究に精力的に取り組んでいる.本研究課題は,第二次補正予算分により追加採択されたため,研究に着手する時期が大幅に遅れ,今年度は十分な成果を上げることが出来なかった.最近の調査によれば,陶磁器関連のプリント作業ではしばしば「有機溶剤中毒予防規則」による有機溶剤に指定されていない溶剤,例えばトリメチルベンゼン(TMB)を含有するシンナーが使用されており,この様な作業現場で働く労働者の健康影響が危惧される.そこで本研究では,先ずTMBを取り扱う作業者に対して,その暴露状況を把握すると共に,TMB暴露の生物学的モニタリングに対して有用な新しい尿中代謝物を明らかにし,TMB暴露量と尿中代謝物量との量・反応関係を解析した.その結果,尿中代謝物としては,TMBの3種の異性体の内で最も含有量の多い1,2,4-TMBの主たる代謝物である3,4-ジメチル馬尿酸(3,4-dimethylhippuric acid,3,4-DMHA)が最も有用であることが明らかにされた.更に,TMB暴露濃度と尿中代謝物濃度との量・反応関係を明らかにするために,作業者に拡散型の個人サンプラーを装着して各人の1,2,4-TMB暴露濃度を測定すると共に,その尿中代謝である3,4-DMHAの排泄量をHPLCにより測定し,両者の関係を解析したところ,比較的良好な直線関係が認められた.次に,鉛暴露の生物学的モニタリング指標として,従来の尿中δ-アミノレブリン酸(ALA)の他に,血漿中ALAの測定がどの程度有用であるかを,約400名の鉛作業中から得られたデータを解析して検討したところ,血漿中ALAの分析は従来の尿中ALAの測定以上に有用な生物学的モニタリング指標であることが明らかにされた.最近の調査によれば、陶磁器関連のプリント作業ではしばしば「有機溶剤中毒予防規則」による有機溶剤に指定されていない溶剤,例えばトリメチルベンゼン(TMB)を含有するシンナーが使用されており、この様な作業現場で働く労働者の健康影響が危惧れる.そこで本研究では,先ずTMBを取り扱う作業者に対して、その暴露状況を把握すると共に,TMB暴露の生物学的モニタリングに対して有用な新しい尿中代謝物を明らかにし,TMB暴露量と尿中代謝物量との量・反応関係を解析した.

その結果,尿中代謝物としては,TMBの3種の異性体の内で最も含有量の多い1,2,4-TMBの主たる代謝物である3,4-ジメチル馬尿酸(3,4-dimethylhippuric acid,3,4-DMHA)が最も有用であることが明らかにされた.更に,TMB暴露濃度と尿中代謝物濃度との量・反応関係を明らかにするために、作業者に拡散型の個人サンプラーを装着して各人の1,2,4-TMB暴露濃度を測定すると共に,その尿中代謝物である3,4-DMHAの排泄量をHPLCにより測定し,両者の関係を解析したところ,比較的良好な直線関係が認められた.次に,鉛暴露の生物学的モニタリング指標として,従来の尿中δ-アミノレブリン酸(ALA)の他に,血漿中ALAの測定がどの程度有用であるかを,約400名の鉛作業者から得られたデータを解析して検討したところ,血漿中ALAの分析は従来の尿中ALAの測定以上に有用な生物学的モニタリング指標であることが明らかにされた.
アルマ望遠鏡テラヘルツリモートセンシングによる、ビッグデータ惑星科学の創成

前年度までに構築した,高速・大容量ストレージと並列計算機を併用したアルマアーカイブデータの大規模処理システムを利活用し,公開済みのアーカイブデータの殆どについてキャリブレーションおよびイメージングの処理を終了した.また,特に多様な大気微量分子が存在する土星衛星タイタンについて,分子輝線・遷移を同定するシステムを構築し,分子および同位体置換体のリストアップに取り組んだ.これにより,タイタン大気中に複数の未報告の同位体置換体を検出した.これについて論文化のための解析環境構築・評価に取り組んだ.アルマによる観測の特性として,空間分解能が2次元扁平ガウシアン形状を持つことが挙げられるが,このビーム形状に畳み込まれる無限空間分解能ビームの寄与を考慮する必要がある.また,気温及び分子の鉛直分布が時間変動する構造を持つため,これを考慮した輻射輸送計算を実施する必要がある.これらを実装した計算コードを用い,最適化問題導出コードが現実的な分子鉛直分布を導出することを示した.また,同位体置換体群を対象として,同位体比の簡易的な導出に成功した.海王星についてはシアン化水素分子の空間的非一葉を見出しており,本結果を用いた論文を投稿した.重要な再解析を伴うレフェリーコメントが来たため,いったん投稿を取り下げて内容をブラッシュアップし,再投稿の予定である.アルマアーカイブデータの持つ観測的研究の可能性を検証するという当初計画を持っていたが,本研究ではアーカイブデータの網羅的解析に成功したのみならず,より具体的な科学目標の推進にもつながっている.具体的な成果として,開発・サイエンスの論文を複数本出版しており,さらなるサイエンス論文の投稿も視野に入っている.我が国の電波天文学分野において,太陽系内惑星・衛星の観測的研究を一つの分野として確立するためには十分な工学的知見とサイエンス論文の出版が必須であるが,本研究ではその双方に成功しており,コミュニティ内におけるプレゼンスも向上しつつある.このように,本研究は工学・理学の双方における研究成果の創出のみならず新分野の創成にもつながっており,当初の予定に比してさらなる進展を示しているといえる.本研究に接続して,下記の開発・研究項目に取り組む.・輻射輸送最適化問題解法コードの開発:惑星大気において,微量分子および大気は複雑な鉛直構造を持つ.そのため,輻射輸送計算において考慮するこれら鉛直構造を動的に変化させ,観測スペクトルと一致する構造を探索するいわゆる最適化問題を解くコードを開発し,惑星大気構造の観測的理解につなげる.・タイタン大気における同位体比および微量分子時空間変動の導出:タイタン大気においては上記の観測成果の創出が可能であり,その解析を進め,論文化する.・海王星大気におけるシアン化水素分子分布の導出:海王星成層圏におけるシアン化水素分子の非一様分布がとらえられており,輻射輸送計算を含めた多様な解析手法により,その分布の観測的成約を行う.ALMA望遠鏡アーカイブデータの悉皆的解析のための環境構築に取り組んだ.まずデータの保持と高速処理のために,Serial Attached SCSI(SAS)を用いた高速かつスケーラブルなデータストレージを導入した.また,大量のデータに対して半自動的に各種較正作業やイメージング処理を実行するソフトウェアを開発した.特に大量のアーカイブデータの較正処理により,典型的な較正処理エラーを集め,その回避策を事前に施すことで,処理の歩留まりを大きく向上させることができた.また,観測天体のドップラーシフトの較正についても自動的に補正されていることが確認できた.特に強い輝線を持つ天体の場合には輝線の情報を意図的にマスクされてしまっているが,このマスクを除去し,最低限度の不要データ除去を行うプロセスも確立した.加え,CPU並列により任意のジョブ数で処理を実行することで処理の高速化を実現した.タイタンや海王星といった主要なターゲット天体についてイメージングを終了した.ここまでのソフトウェア・ハードウェア環境の開発について,論文が公開されている.処理したデータ中から見出した海王星の高空間分解能データを用い,世界初の対流圏界面の温度マップの観測的導出に成功し,成層圏や対流圏下部に感度を持つ他の波長域に比べ,全球での輝度温度変化が非常に小さく,2-3 K以下に抑制されていることを見出した.本研究に関連して,2本の論文が公開もしくは印刷中である.本研究のひとつの技術的な山場であったアーカイブデータの自動処理による悉皆的解析に道筋をつけられたこと,そしてサイエンスとして意味のあるデータを多数見いだせたこと,そしてそれらを論文としてアウトプットできていることが重要である.ここまでで出版済みと印刷中の論文それぞれ2本,1本につながっており,さらに投稿直前・投稿中の論文が1本ずつあり,順調に結果のアウトプットにつながっていると言える.さらに,並列処理や自動処理プロセスの構築といった工学的側面と,大気化学・大気構造の理解につなげる理学的側面の双方において論文が出版されており,バランスの取れた研究と考えている.さらに次年度以降につながる有望なサイエンスターゲットも見つかっており,太陽系内天体のリモートセンシングを電波天文学・大気化学・リモートセンシング・情報科学にまたがる学際的な分野としてさらに発展させていく素地を構築しつつある.前年度までに構築した,高速・大容量ストレージと並列計算機を併用したアルマアーカイブデータの大規模処理システムを利活用し,公開済みのアーカイブデータの殆どについてキャリブレーションおよびイメージングの処理を終了した.また,特に多様な大気微量分子が存在する土星衛星タイタンについて,分子輝線・遷移を同定するシステムを構築し,分子および同位体置換体のリストアップに取り組んだ.これにより,タイタン大気中に複数の未報告の同位体置換体を検出した.これについて論文化のための解析環境構築・評価に取り組んだ.

アルマによる観測の特性として,空間分解能が2次元扁平ガウシアン形状を持つことが挙げられるが,このビーム形状に畳み込まれる無限空間分解能ビームの寄与を考慮する必要がある.また,気温及び分子の鉛直分布が時間変動する構造を持つため,これを考慮した輻射輸送計算を実施する必要がある.これらを実装した計算コードを用い,最適化問題導出コードが現実的な分子鉛直分布を導出することを示した.また,同位体置換体群を対象として,同位体比の簡易的な導出に成功した.海王星についてはシアン化水素分子の空間的非一葉を見出しており,本結果を用いた論文を投稿した.重要な再解析を伴うレフェリーコメントが来たため,いったん投稿を取り下げて内容をブラッシュアップし,再投稿の予定である.アルマアーカイブデータの持つ観測的研究の可能性を検証するという当初計画を持っていたが,本研究ではアーカイブデータの網羅的解析に成功したのみならず,より具体的な科学目標の推進にもつながっている.具体的な成果として,開発・サイエンスの論文を複数本出版しており,さらなるサイエンス論文の投稿も視野に入っている.我が国の電波天文学分野において,太陽系内惑星・衛星の観測的研究を一つの分野として確立するためには十分な工学的知見とサイエンス論文の出版が必須であるが,本研究ではその双方に成功しており,コミュニティ内におけるプレゼンスも向上しつつある.このように,本研究は工学・理学の双方における研究成果の創出のみならず新分野の創成にもつながっており,当初の予定に比してさらなる進展を示しているといえる.海王星とタイタンを主なターゲットとして,解析コードの開発と物理量の導出,それによる大気化学の解明を目指していく.海王星については,アーカイブデータを用い,成層圏中のシアン化水素分子の空間分布の導出に成功した.全球の各点について輻射輸送を行い,柱密度や高度分布,存在比の再尤解を探索するコードを開発・適用した結果,赤道においてシアン化水素の柱密度が高いことを見出した.このような成層圏分子の非一様性は地球においても見出されており,地球との比較から海王星の成層圏大気化学を議論する論文を執筆する.地球以上にバリエーションに富むタイタンの大気化学の理解には,同位体比を用いた反応パスのトレースと分子の生成・消滅の直接観測の2つが重要であるが,本研究ではその双方についてALMAアーカイブデータの悉皆的解析から成果を生み出しつつある.具体的には未報告の同位体分子の検出と,主要な窒素化合物・炭化水素化合物の時空間変動の導出に成功しており,タイタンに特化した輻射輸送計算コードの開発・適用により,分子の存在量と高度分布といった物理量の導出に取り組んでいく.本研究に接続して,下記の開発・研究項目に取り組む.・輻射輸送最適化問題解法コードの開発:惑星大気において,微量分子および大気は複雑な鉛直構造を持つ.
平成30年度においては、主に人体及び種々の食品・食事試料中のトランス等脂肪酸の定量法の確立及び実試料の分析定量を行った。まず、代表者らは、オレイン酸(n-9系)に加えて、リノール酸(n-6系)とα-リノレン酸(n-3系)の脂肪酸異性体14種(シス体を含むC18:1△9;2種、C18:2△9,12;4種、C18:3△9,12,15;8種)を標準物質として加えた全59種類の脂肪酸(C14C22)の高精度型分析法の確立を目的として、本科研費で購入させて頂いたGC/MSの最適な分析条件の検討を行い、最適なカラム、ガス流量、昇温条件等を決定した。そして、全脂肪酸の良好な分離が確認できたことから、代表者らは高精度型のトランス等脂肪酸の同時一斉分析法が確立できた。次に、この確立した分析法を駆使して、大阪府内のスーパーにて購入した、a)国内外の製造会社等が異なるマーガリンやショートニング等の市販硬化油(20品目)、b)国内外の反芻動物由来のチーズ、牛乳等の乳製品(10品目)、c)その他、大量の油脂類及び食肉類等を使用した市販加工食品を用いて分析を試みた。その結果、市販硬化油中にリノール酸及びα-リノレン酸のシス-トランス体(両異性体の中では、C18:2は△9c,12tが、C18:3は△9c,12t,15t)が高比率で検出された。さらに、人体蓄積指標としての母乳試料(30検体)と上記の食品試料を用いて、母乳中のトランス等脂肪酸の定量を行った。その結果、すべての母乳試料中にオールトランス体以外にも、リノール酸やα-リノレン酸のシス-トランス体が検出された。但し、食品と母乳試料中のトランス及びシス・トランス脂肪酸の組成パターンは必ずしも一致しないことが観察されたことから、早急に動物実験を試み、これら脂肪酸の代謝の差異などについて検討を試みる。現在、陰膳方式で収集した食事試料を分析しており、その結果から、トランス及びシス・トランス脂肪酸の1日摂取量を試算する。進捗状況に関しては、概ね順調であるが、母乳や食事等の分析用試料の収集が、試料提供者に対して協力依頼という形式で収集しているため、代表者らの当初の研究計画の進捗への期待とは、若干ずれが生じている点は否めない。研究2年目は、その点の改善に努めたい。上記したように、今後は、研究協力者と密接に連絡を取り合って、より積極的に分析用試料の収集に尽力する決意である。また、動物実験に用いるシス・トランス脂肪酸は、市販品がないため、今後、この投与用の脂肪酸試料が本研究の律速段階となる可能性が高いことから、液クロをフル稼働して本脂肪酸の大量精製を精力的に進めたい。
数学的モデリングにおける理論と実践を架橋する授業研究に関する実証的研究

本研究は,学術研究者,実践研究者,現職教員(教員志望学生)が三位一体となって,数学的モデリングにおける理論と実践を架橋する授業研究を行い,より良い授業実践の開発と普及を行うことが目的である.申請期間内において,(1)カリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化,(2)児童・生徒の数学的モデリング能力を育成する授業設計と学習指導案の作成,(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定,(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開,を実施した.その結果,研究目的が達成できたことが明らかになった.本研究は,学術研究者,実践研究者,現職教員(教員志望学生)が三位一体となって,数学的モデリングにおける理論と実践を架橋する授業研究を行い,より良い授業実践の開発と普及を行うことが目的である.申請期間内で計画している具体的な研究項目は,(1)カリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化,(2)児童・生徒の数学的モデリング能力を育成する授業設計と学習指導案の作成,(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定,(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開,の4つである.平成25年度の研究実績状況は以下の通りである.1平成25年7月にブラジルのブルメナウで開催された数学的モデリングの国際会議ICTMA16において,海外の研究動向を調査するとともに,海外の研究者との情報交換を行った.2平成25年9月に三重大学で開催された日本科学教育学会年会において,教材開発及び学習指導案の作成についての方針について議論した.また,平成25年11月に鳴門教育大学において,中学校で実施する2つの研究授業の教材開発を行った.さらに,平成25年11月に宇都宮大学で開催された日本数学教育学会秋季研究大会において,2つ教材のブラッシュアップを行った.3平成25年12月に横浜国立大学教育人間科学部附属横浜中学校と越谷市立千間台中学校において,研究授業を実施し,研究協議会においてより良い授業実践の実現に向けて議論した.また,授業及び研究協議会のプロトコルを作成し,教材改善のための協議を行った.本研究は,学術研究者,実践研究者,現職教員(教員志望学生)が三位一体となって,数学的モデリングにおける理論と実践を架橋する授業研究を行い,より良い授業実践の開発と普及を行うことが目的である.申請期間内で計画している具体的な研究項目は,(1)カリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化,(2)児童・生徒の数学的モデリング能力を育成する授業設計と学習指導案の作成,(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定,(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開,の4つである.平成26年度の研究実績状況は以下の通りである.1平成27年2月にチェコのプラハで開催されたCERME9(算数・数学教育に関するヨーロッパ地域の会議)に出席し,海外の研究動向を調査するとともに,海外の研究者との情報交換を行った.2平成26年6月に東京学芸大学で開催された日本数学教育学会春期大会等において,教材開発及び学習指導案の作成についての方針について議論を年間4回行った.また,平成26年10月に鳴門教育大学において,中学校で実施する2つの研究授業の教材開発を行った.さらに,平成26年11月に熊本大学で開催された日本数学教育学会秋季研究大会において,2つ教材のブラッシュアップを行った.3平成26年12月に横浜国立大学教育人間科学部附属横浜中学校,さらに平成27年2月18日に東京学芸大学附属世田谷中学校において,研究授業を実施し,研究協議会においてより良い授業実践の実現に向けて議論した.また,授業及び研究協議会のプロトコルを作成し,教材改善のための協議を行った.本研究は,学術研究者,実践研究者,現職教員(教員志望学生)が三位一体となって,数学的モデリングにおける理論と実践を架橋する授業研究を行い,より良い授業実践の開発と普及を行うことが目的である.申請期間内で計画している具体的な研究項目は,(1)カリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化,(2)児童・生徒の数学的モデリング能力を育成する授業設計と学習指導案の作成,(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定,(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開,の4つである.平成27年度の研究実績状況は以下の通りである.1平成27年7月にイングランドのノッティンガムで開催された数学的モデリングの国際会議ICTMA17に出席し,海外の研究動向を調査するとともに,海外の研究者との情報交換を行った.2平成27年8月に山形大学で開催された日本科学教育学会年会等の学会を利用して,平成26年度に実施した2つの研究授業及び研究協議会のプロトコルの分析と教材改善のための協議を年間4回行った.3平成27年4月に横浜国立大学,平成27年12月に鹿児島大学において,研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の執筆に関する議論を行った.申請期間内で計画している4つの具体的な研究項目に対して,「(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定」における研究授業の詳細分析と「(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開」以外は,おおむね順調に研究が進展したため.

本研究は,学術研究者,実践研究者,現職教員(教員志望学生)が三位一体となって,数学的モデリングにおける理論と実践を架橋する授業研究を行い,より良い授業実践の開発と普及を行うことが目的である.申請期間内で計画している具体的な研究項目は,(1)カリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化,(2)児童・生徒の数学的モデリング能力を育成する授業設計と学習指導案の作成,(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定,(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開,の4つである.平成28年度の研究実績状況は以下の通りである.1平成28年7月にドイツのハンブルグで開催された数学教育の国際会議ICME13に出席し,研究成果の一部を発表するとともに,海外の研究者との情報交換及び研究動向の調査を行った.2平成28年8月に山形大学で開催された日本科学教育学会年会等の学会を利用して,平成27年度に実施した2つの研究授業及び研究協議会のプロトコルの分析と教材改善のための協議を年間3回行った.3研究期間内でレビューした国内外の研究動向を基に,我が国の小・中・高等学校の学習指導要領のカリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化を構築した.その成果を日本科学教育学会の課題研究「モデル・モデリングに関わる学習指導を通した資質・能力の育成ーその取組と課題ー」で発表した.44年間の研究成果の集大成である研究報告書『数学的モデリング授業研究ハンドブック』を完成させた.この報告書は,平成29年度に数学的モデリングの研究者,及び,学校現場の実践者等に配布する予定である.本研究は,学術研究者,実践研究者,現職教員(教員志望学生)が三位一体となって,数学的モデリングにおける理論と実践を架橋する授業研究を行い,より良い授業実践の開発と普及を行うことが目的である.申請期間内において,(1)カリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化,(2)児童・生徒の数学的モデリング能力を育成する授業設計と学習指導案の作成,(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定,(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開,を実施した.その結果,研究目的が達成できたことが明らかになった.申請期間内で計画している4つの具体的な研究項目に対して,「(3)研究授業の実施と授業評価の項目策定」における研究授業の詳細分析と「(4)研究成果物『数学的モデリング授業研究ハンドブック』の作成と情報公開」以外は,おおむね順調に研究が進展したため.申請期間内で計画している4つの具体的な研究項目において,以下のように研究を推進する.(1)平成27年度に検討した国内外の研究動向を基に,我が国の小・中・高等学校の学習指導要領のカリキュラムに位置づけられた数学的モデリング学習の体系化を構築する.(2)平成26年度に実施した研究授業の分析結果を基に教材を改良する.さらに,本年度実施する研究授業の授業設計と教材開発を学術研究者と実践研究者が協同で行う.(3)実践研究者が上記研究項目(2)で開発した教材の研究授業を実施し,研究協議会で授業を評価する.