hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
添加元素による歯科鋳造用チタン銅合金の物性改良

またTi-5Cr, Ti-15CrおよびTi-20Crの硬さは、鋳造体表層50μm付近で370400Hvを示し、内部に進むつれて硬さは低下し、表層150μmでほぼ一定となった。しかしながらTi-10Crでは鋳造体表層50μmでは420Hvであったのに対し、内部に進むにつれ硬さは上昇し、表層150μmで540Hvを示した。以上より、チタンヘの15および20mass%のクロムの添加は、耐力,引張強さおよび伸びも大きく、機械的性質の向上に有効的であることが示唆された。チタン-銅(10%含有)合金が、チタンの融点低下ならびに研削性向上の観点から有用なことは既に報告している。しかしながら歯科鋳造用として臨床応用するには機械的性質、特に延性の改善が必須である。研究代表者らは現在までに数種類の添加元素に着目し、三元合金化による改善を試みてきた。なかでもチタン-銅(10%含有)合金にクロムやパラジウムを数%添加した試作合金鋳造体の機械的性質を評価したところ、延性の向上が認められたが何れも34%程度であった。本年度においては、延性のさらなる改善のために、パラジウム添加量を増加させた試作合金の特性評価を行った。これは、前年度までの研究成果からパラジウムの添加量が増すにつれ伸びの増加が著明であることに着目したことによる。パラジウム添加量を7.5mass%、10.0mass%とし、Ti-Cu-Pd三元合金を溶製し、歯科鋳造法により試料を作製した。引張試験の結果から、パラジウム添加量7.5%(Ti-10.0Cu-7.5Pd合金)および10.0%(Ti-10.0Cu-10.0Pd合金)鋳造体の引張強さはそれぞれ885MPa,893MPaであった。また、0.2%耐力はそれぞれ736MPa,735MPaであった。昨年度までの結果(1.0,3.0,5.0%添加試料およびTi-Cu二元合金)と比較すると、それぞれの強さに変化は認められなかった。伸びは、7.5%添加試料で4.5%、10.0%添加試料で3.5%を示し、Ti-Cu二元合金の値と比較し、有意に大きな値を示した。以上の結果よりTi-10.0Cu合金の延性の低下は、パラジウムの添加により強度が低下することなく、改善されることが明らかとなった。チタンへのパラジウムの添加により耐食性も向上するとの報告がある。現在、歯科鋳造用合金として市場で入手可能なのは、Ti-6Al-7Nb合金のみであるが、今回の結果は、新たな歯科鋳造用合金を開発していく上で有益なものであると考えられる。臨床応用への課題としては、いくつかの問題もあるが、今後の検討課題として取り組んでいく予定である。
原子炉ニュートリノを用いた新たな解析方法による最後のニュートリノ振動検出

この研究はDouble Chooz実験でもともと予定されているガドリニウム原子による中性子捕獲事象ではなく、水素原子による中性子捕獲事象を用いたニュートリノ信号の同定、及びニュートリノ振動角θ_<13>の測定である。昨年度に実際にθ_<13>測定を行い、sin^22θ_<13>=0.097±0.034 (stat)±0.034 (syst)という結果を得て論文に発表したが、今年度は精度の向上やガドリニウム原子の結果と組み合わせることに主眼を置いた。水素捕獲の場合、バックグラウンド事象をいかに落とすかが一つの鍵となる。そのために新しい変数を用意し、選別条件の最適化を行っている。系統誤差としてはやはり前置検出器のデータを用いるのが必須であり、その建設に従事した。特にオンライン・エレクトロニクスの責任者としてデータ取得のツール改善などに尽力し、大きな改善に成功した。前置検出器は地下の深度が後置検出器よりも浅いため、バックグラウンド事象によってトリガーレートが増えることが予想されるが、それにも耐えうるものとなっている。2014年夏頃に開始されるであろう前置検出器のデータ取得後にすぐに結果を出すためには統計をいかに稼ぐかが重要である。水素原子とガドリニウム原子両方の捕獲事象を用いれば統計は2倍となり、より早く精度の良い結果が出せると期待できる。初期データで結果を出すという当初の計画は昨年度に完了しており、今年度はさらに精度を増すための研究が行われた。この研究はDouble Chooz実験において、前置検出器が完成した後も基幹解析の一つとなり、当初の計画以上に進展した。この解析方法を既存のガドリニウム原子と組み合わせることによって、より精度の良い混合角を出すことが可能であることが分かった。今後は統計を稼ぎつつ、一つ一つの系統誤差削減のための研究が主となる。Double Chooz実験としては前置検出器のデータ取得・解析が最重要課題であり、かなりの系統誤差を減らすことが可能となると思われる。この解析方法は統計誤差を減少させるために役立つと思われており、これからも続けていくことが必要である。研究計画申請時にはすでに物理データの取得が始まっていることが見込まれており、解析にすぐに専念できる予定であったが、実際に4月の開始時にはまだ物理データ取得が開始されていなかった。従ってまずは次世代原子炉ニュートリノ振動実験Double Choozの物理データ収集の開始に尽力した。現場責任者としてデータ開始取得を成功させたのち、順調にデータの統計を稼いでいった。また夏にはエネルギーキャリブレーションのためのデータを取得した。その後まずは実験として計画されていた中性子がGd原子に捕獲される事象の解析に専念した。この知識と得られる経験は研究計画である陽子捕獲にも役立たせることができる。11月にはGd原子事象を用いた場合に短い距離でのニュートリノ振動の兆候を世界で初めて検出し、と測定した。申請者はこの結果を2012年2月に行われた国際会議で発表している。またPhysical Review Letters 108(2012)131801に掲載された。その直後から実際の申請課題である陽子による中性子捕獲事象の解析を始めた。この解析に賛同してくれる数名の海外の研究者と共に議論を重ねながら解析を行っている。2011年度はエネルギー再構成、事象選別の最適化に力を注いだ。またバックグラウンドの見積もりに対してもすでに始めており、2012年度中には陽子捕獲事象の場合のバックグラウンドとその不定性を見積もる予定である。本年度は昨年度まで取得したデータを用いて実際にθ_<13>測定を行った。選別方法を定めた後、検出効率、その不定性及びバックグラウンドの見積もりを行い、最終的に水素原子による中性子捕獲時用を用いたθ_<13>の結果を12月に発表した。統計量が増える一方で混入してくるバックグラウンドも増えたため、新たなカットを導入した。最終的なニュートリノ信号候補に環境ガンマ線などによるアクシデンタルバックグラウンドが約半分残ったが、それぞれのバックグラウンドを正確に見積もることに主眼を置き、θ_<13>を導出できるところまで持っていくことに成功した。求めたθ_<13>の結果はとなり、まだ誤差が大きいがガドリニウム原子による解析や他国で行われている実験と良い一致を示した結果となった。この結果は論文にまとめ、PhysicsLetters Bに投稿した。この研究は既存のガドリニウム原子を用いた解析とは独立な統計を用いており、ニュートリノの統計量も約2倍ある。従っていずれガドリニウム原子の解析と合わせることによってより良い感度でのθ_<13>測定が可能となる。2013年度は感度の向上とガドリニウム原子の解析との複合によってより良い精度でのθ_<13>測定を行う予定である。

昨年度に実際にθ_<13>測定を行い、sin^22θ_<13>=0.097±0.034 (stat)±0.034 (syst)という結果を得て論文に発表したが、今年度は精度の向上やガドリニウム原子の結果と組み合わせることに主眼を置いた。水素捕獲の場合、バックグラウンド事象をいかに落とすかが一つの鍵となる。そのために新しい変数を用意し、選別条件の最適化を行っている。系統誤差としてはやはり前置検出器のデータを用いるのが必須であり、その建設に従事した。特にオンライン・エレクトロニクスの責任者としてデータ取得のツール改善などに尽力し、大きな改善に成功した。前置検出器は地下の深度が後置検出器よりも浅いため、バックグラウンド事象によってトリガーレートが増えることが予想されるが、それにも耐えうるものとなっている。2014年夏頃に開始されるであろう前置検出器のデータ取得後にすぐに結果を出すためには統計をいかに稼ぐかが重要である。水素原子とガドリニウム原子両方の捕獲事象を用いれば統計は2倍となり、より早く精度の良い結果が出せると期待できる。当初の予定では研究開始時にはすでにデータ取得が始まっており解析に専念する予定であったが、実際にデータ取得開始させるための研究に時間を割いた。その後はこの研究内容に賛同してくれる研究者が現れ、当初の思惑以上の進捗を見せており、その結果申請書通りの研究が行えている。今年度は昨年度までに取得したデータを用いて実際に水素原子捕獲によって得られるθ13の値を求めた。この結果は論文にまとめられ、Physics Letters Bに投稿した。現在はより精度を上げるための研究を行っており、初期データで結果を出すという当初の計画以上に研究は進展している。初期データで結果を出すという当初の計画は昨年度に完了しており、今年度はさらに精度を増すための研究が行われた。この研究はDouble Chooz実験において、前置検出器が完成した後も基幹解析の一つとなり、当初の計画以上に進展した。陽子による中性子捕獲事象特有の不定性である位置再構成の精度、中性子捕獲効率、及びバックグラウンドの正確な見積もりに重点を置く。バックグラウンドの見積もりはこの事象特有の方法が必要である可能性があり、それらの手法の開発に時間を当てる。最終的にこれらの不定性は系統誤差として算出していき、その後振動解析を行う。最終的には現在のDouble Chooz実験や他の実験と結果を比較していく。昨年度出した結果において、ニュートリノ候補のうちバックグラウンドの量が半分程度となった。より良い結果を得るためにはバックグラウンドを減らす手法を考案することにあると考えている。このためにはシグナルとバックグラウンドの特徴を表す量を用いた多変数解析を考えている。またこれまでの解析であるガドリニウム原子に捕獲された事象と合わせることによって、より精度を出すことも可能であると考えている。この解析方法を既存のガドリニウム原子と組み合わせることによって、より精度の良い混合角を出すことが可能であることが分かった。
カイコにおける体色突然変異の原因遺伝子のクローニングと体色発現機構の解明

カイコの幼虫の正常体色は白であるが、突然変異「黄体色」(lemon)では全身が黄色を呈する。類似の変異である「黄体色致死」(lemon lethal)は2齢幼虫が濃黄色を呈し、摂食ができずに致死する。両者の黄色色素は、キチョウの翅の色素と同じキサントプテリンである。本研究では、この突然変異の原因がセピアプテリン還元酵素(SPR)の遺伝子の構造に異常が起きた結果、SPRの酵素活性が顕著に低下するためであることを明らかにした。SPRは、チロシン水酸化酵素などの補酵素として使われるテトラヒドロビオプテリン(BH4)を合成する酵素であり、SPRの欠損はヒトや哺乳類でも発達障害や運動障害などの重篤な症状を引き起こす。lemonlethal変異体にBH4を経口投与して治療を試みた結果、2齢幼虫が餌を食えるようになって成長をし、個体によっては成虫にまで達した。また、同様にドーパミンを経口投与したところ、やはり2齢幼虫で摂食ができるようになって成長した。これらの結果から、lemon lethalの致死の原因は、BH4の不足によってチロシン水酸化酵素の活性が低下し、ドーパミンの生産量が低くなったために、摂食行動に必要な神経活動ができないことであると結論した。また、トランスジェニック技術を用いてSPR遺伝子をlemon変異体へ導入したところ、黄体色から白色のカイコへ戻ることが分かった。これによって、SPR遺伝子こそがlemon形質の原因であることを証明するとともに、SPRは形質転換のマーカー遺伝子としても有用であることが分かった。「赤血」は「赤々々」系統に見出された形質で、壮蚕期に全身が赤みを帯びる。正常蚕の幼虫体液は体外へ取り出すとメラノーシスを起こして褐色化するが、赤血変異体の場合は赤色を呈する。赤血の原因遺伝子は21-0.0に座位する単一劣性遺伝子rbとされているが、いまだクローニングされていない。既往研究で、赤血の原因は3-ヒドロキシキヌレニンから3-ヒドロキシアントラニル酸への代謝が不完全であるためと推定されている。我々は、この反応を触媒する酵素、すなわちキヌレニナーゼの活性低下が赤血を引き起こしているのではないかと予想した。マルピーギ管のESTを利用してカイコキヌレニナーゼ遺伝子(BmKyn)の完全長cDNAをクローニングした結果、BmKynは426アミノ酸からなるタンパク質をコードし、その配列は細菌のキヌレニナーゼに高い相同性を示すことが判明した。rbをホモに持つ生物研No.771系統のBmKynを正常系統p50Tの配列と比較したところ、赤血系統ではORF内に1塩基の置換が生じ、BmKYNの102番目のアミノ酸残基がThrからlleへ変異していた。続いて、No.771♀x(p50TxNQ.771)F1♂の交配を実施し、得られた188個体においてBmKynの遺伝子型を調べた結果、赤血形質との間にまったく組換えが起きていなかった。したがってrb=BmKynと考えられる。BmKynの主な発現組織であるマルピーギ管などを調べたところ、p50TとNo.771系統でBmKynのmRNA量に差異は認められなかった。一方、マルピーギ管の粗抽出物中におけるキヌレニナーゼ活性を測定したところ、正常蚕(p50T)に比べて(p50TxNo.771)F1は70%、No.771系統は5%の活性しか示さなかった。以上より、BmKYNの1アミノ酸の変異によるキヌレニナーゼ活性の低下が赤血をもたらすのであろう、と結論される。カイコの突然変異体「黄体色」(1em)は、幼虫期に全身の皮膚が黄色を呈する。黄体色致死(1em^1)は1emの対立形質であり、2齢起蚕で摂食不能となり死亡する。1emは第3連関群0.0に座位するが、いまだクローニングされていない。既往研究で、黄体色の原因はセピアプテリンレダクターゼ(SPR)の欠如により、皮膚の真皮細胞にキサントプテリン及びセピアルマジンを多量に蓄積することと、セピアプテリン還元酵素の活性が低いことが報告されている。我々は、カイコのESTライブラリーとWGSゲノム配列を利用して、カイコセピアプテリン還元酵素遺伝子BmSprを単離した。変異系統と正常系統を比較したところ、1em加及び1em^1のBmSpr遺伝子のタンパク質コード領域に変異があり、コードするアミノ酸配列が変異していた。続いて、1emとp50Tの交雑後代で連鎖解析を行った。190個体のBC1および187個体のF2個体を調べた結果、黄体色形質とBmSprの変異の間でまったく組換えが起きなかった。したがって1em=BmSprと考えられる。一方、2齢起蚕の全身の粗抽出物、及びBmSPR組み換えタンパク質を用いてSPR活性を測定した。正常型と比べたところ、1emでは個体、及び組換えタンパク質において、SPR活性が正常型の15-20%だった。さらに、1em^1においてはまったく活性がなかった。以上より、1em及び1em^1の原因はBmSpr遺伝子の変異によってSPR活性が低下していることであると結論される。

カイコの幼虫の正常体色は白であるが、突然変異「黄体色」(lemon)では全身が黄色を呈する。類似の変異である「黄体色致死」(lemon lethal)は2齢幼虫が濃黄色を呈し、摂食ができずに致死する。両者の黄色色素は、キチョウの翅の色素と同じキサントプテリンである。本研究では、この突然変異の原因がセピアプテリン還元酵素(SPR)の遺伝子の構造に異常が起きた結果、SPRの酵素活性が顕著に低下するためであることを明らかにした。SPRは、チロシン水酸化酵素などの補酵素として使われるテトラヒドロビオプテリン(BH4)を合成する酵素であり、SPRの欠損はヒトや哺乳類でも発達障害や運動障害などの重篤な症状を引き起こす。lemonlethal変異体にBH4を経口投与して治療を試みた結果、2齢幼虫が餌を食えるようになって成長をし、個体によっては成虫にまで達した。また、同様にドーパミンを経口投与したところ、やはり2齢幼虫で摂食ができるようになって成長した。これらの結果から、lemon lethalの致死の原因は、BH4の不足によってチロシン水酸化酵素の活性が低下し、ドーパミンの生産量が低くなったために、摂食行動に必要な神経活動ができないことであると結論した。また、トランスジェニック技術を用いてSPR遺伝子をlemon変異体へ導入したところ、黄体色から白色のカイコへ戻ることが分かった。これによって、SPR遺伝子こそがlemon形質の原因であることを証明するとともに、SPRは形質転換のマーカー遺伝子としても有用であることが分かった。
日本を含む東アジアに適合する能動的学習力確立支援プログラムの開発

1.自己調整学習力を促進させる学習文脈下におかれた医学生の学習変化についての研究2017年度の研究(Matsuyama, et al. Med Teach 2018;40(3):285-295)で示された自己調整学習力(SRL)を促進しうる学習文脈下に医学生がおかれた場合、実際にSRLが改善されるかを検証した。自治医大の選抜課目であるフリーコーススチューデントドクター制度(FCSD)の参加者は6学年目の7か月間、前述のSRLを促進させる学習環境にいた。そこでFCSD参加者(13名)と、同等の学力を持つものの当該の7か月間にFCSDに参加しなかった学生(約7名)とを対象にFocus groupを実施し、自己学習の変遷を、学習方略、動機付け、自己省察の点から議論してもらった。Thematic analysisの手法で解析した結果、FCSDの環境は、教員基準の評価から脱却して自らの将来を想像させ、現在と将来の自己とを比較・認知することを促し、将来像と重なるロールモデルが提示する多様な学習方略を受け入れるレディネスを高め、SRLを促進させることが示唆された。2.日本を含む東アジアに適合する能動的学習力確立支援プログラムの開発日本を含む東アジアの学習環境でSRLを促進させる鍵は、a)教員の設定した評価基準から離れ自らの将来像を想像させる機会を用意すること、b)現在と将来の自己とを比較・省察しながら自ら学習計画を立てる機会を与えること、c)将来像と重なるロールモデルから学習方略が提示されること、と考えられた。我々はこれら3つの特徴を有した、汎用性の高い教育プログラムを確立した。2018年度から上記に基づいたプログラムを自治医大でトライアルとして開始している。2019年度の研究期間終了をもって、トライアルでの検証内容をまとめて報告する予定である。能動的学習力を確立する学習文脈と、学習文脈に置かれたときの東アジア(日本)の医学生の能動性の変化を、自己調整学習理論に紐づけて、2本の原著論文として報告することができた。その研究結果に基づいた、日本に含む東アジアに適合する能動的学習力確立支援プログラムを作成することができた。また、一施設での実施であるがトライアルを開始して、その有用性を検証する体制を構築できた。当初は東アジアの他の国(韓国の医学校)と協同し、多施設研究を行う予定であったが、研究者間の方針の違いなどがあり断念した。本年度の目標は、東アジアの医学教育文化の中でも、高い自己調整学習力(self-regulated learning:SRL)を有している特定の学習者が、どのように動機付け、学習方略、自己省察の能力を獲得しているのかを明らかにすることであった。我々は、東アジアにおける高いSRL学習者として、学習資源が限られた環境においても中途離脱せずに地域医療に従事している自治医大卒業医師に注目した。先行研究では自治医大生のテストの復習における自己学習力の欠如が示されたため(Matsuyama et al. BMC Med Educ. 2016;16:245)、卒業前後の学習文脈の違いがSRLを促進したり抑制したりすることが予想された。そこで自治医大卒業生を主体としたへき地勤務医(10名)と自治医大26年生(11名)とに、自己学習の様子を日誌として記録してもらい、またインタビューにて自己学習の詳細を聴取した。自己学習の対象は「はじめて存在を知った、もしくは遭遇した疾患」に限定して情報を収集した。インタビュー音声はテキスト化し日誌中の文章とともに、constructivist grounded theoryに基づいて解析した。研究の参加人数はdata saturationに達するまで増やし、前述した人数となった。結果、能動的学習が育まれにくい東アジアの医学教育文化の中でSRLを促進するためには、1自分のアイデンティティの特異性を認識できる環境、2アイデンティティを実感できるhigh-stakesな課題、3課題に適応するための方略選択、が重要であることが示された。当初の予定から研究の対象者を一部変更したが、東アジアの医学教育文化の中でSRLを促進するために必要な要素が特定され、第一報として論文発表することができた。また、特定された卒後教育環境におけるSRLの促進要素が卒前教育環境においても機能し、自己学習でのSRLを促進させることは可能かを検証中である。この研究について、すでにデータの収集と解析とが終わり論文化している。一方、グループ学習におけるSRLの分析については、データを収集して解析し国際学会にてその一部を発表したものの、論文化に至るまでの十分な検証はまだできておらず、当初の予定より遅延している。

Thematic analysisの手法で解析した結果、FCSDの環境は、教員基準の評価から脱却して自らの将来を想像させ、現在と将来の自己とを比較・認知することを促し、将来像と重なるロールモデルが提示する多様な学習方略を受け入れるレディネスを高め、SRLを促進させることが示唆された。2.日本を含む東アジアに適合する能動的学習力確立支援プログラムの開発日本を含む東アジアの学習環境でSRLを促進させる鍵は、a)教員の設定した評価基準から離れ自らの将来像を想像させる機会を用意すること、b)現在と将来の自己とを比較・省察しながら自ら学習計画を立てる機会を与えること、c)将来像と重なるロールモデルから学習方略が提示されること、と考えられた。我々はこれら3つの特徴を有した、汎用性の高い教育プログラムを確立した。2018年度から上記に基づいたプログラムを自治医大でトライアルとして開始している。2019年度の研究期間終了をもって、トライアルでの検証内容をまとめて報告する予定である。能動的学習力を確立する学習文脈と、学習文脈に置かれたときの東アジア(日本)の医学生の能動性の変化を、自己調整学習理論に紐づけて、2本の原著論文として報告することができた。その研究結果に基づいた、日本に含む東アジアに適合する能動的学習力確立支援プログラムを作成することができた。また、一施設での実施であるがトライアルを開始して、その有用性を検証する体制を構築できた。当初は東アジアの他の国(韓国の医学校)と協同し、多施設研究を行う予定であったが、研究者間の方針の違いなどがあり断念した。東アジアの医学教育という文脈で、少なくとも自己学習における自己調整学習力を促進させる要素が明らかとなってきた。今後はそれらを含んだ学習プログラムを確立し、実際に卒前教育において実施可能であり有効かどうかを検証していく。具体的には平成30年度の目標として、インストラクショナル・デザインの理論を取り入れながら、学習プログラムを確立し、試行的に実施してプログラム評価を行いたい。また、平成31年度は、プログラム評価に基づいて確立したプログラムの改善を行い、その上でプログラム参加群と非参加群とにおいて、学習者の動機、学習方略、自己省察力、実際の獲得した知識・技能・態度などのアウトカムに違いがみられるかを検証したい。昨年度、日本以外の東アジア(韓国の医学校)との共同研究を行う予定であったが、研究者間の方針の違いなどがあり断念した。国を越えた教育プログラムの検証研究は難しいことが判明した。韓国への渡航費が未使用となった分、未使用額が生じた。これを次(本)年度に繰り越して使用することを許可いただきたい。その理由としては、確立した教育プログラムによる教育効果の検証を、当初計画していた1つの卒前カリキュラムの文脈ではなく、2つの文脈で検証することを希望しており、その研究の実施に使用したいからである。2つの異なる卒前カリキュラムの文脈で、確立した教育プログラムの効果が立証できれば、汎用性の広い教育プログラムということを証明できるため、変更の意義はある。具体的には1医学部5年の地域医療臨床実習、2医学部3年のPBL実習のなかで、確立した自己調整学習教育プログラムを使用し、その効果を検証する。
フォトニック微小レーザの極限的な高性能化と自然放出制御

フォトニック結晶(PC)を用いた微小レーザは極低しきい値動作だけでなく,自然放出制御や光電子強結合状態といった共振器QED効果の発現が期待されている.申請者は昨年度までに,GaInAsP材料に製作されたPCスラブの円孔をわずかにシフトさせたHOナノ共振器により,世界最小のレーザモードによる室温連続動作の実現,ならびにパーセル効果による20倍以上の自然放出確率の増大を実証し,光インターコネクション用微小光源としての有用性を示してきた.今年度,これら一連の結果を論文投稿した結果,多数の報道機関に採り上げられると共に,東京電機大学主宰の丹羽保次郎記念論文賞を受賞した.さらに今年度は,そのようなナノ共振器レーザと光取り出し用導波路の集積,ならびに共鳴励起系の構築を行い,励起効率と外部量子効率の増大や光双安定動作などの高性能化を検討した。前者に関しては,組成が異なるGaInAsPスラブを高精度に接合させることで,同ナノレーザをパッシブなPC導波路と集積させることに成功した.その結果として,外部微分量子効率20%以上という商用の半導体レーザに近い値を評価した.また後者に関しては,ナノ共振器に形成される高次モード波長に合わせた光励起を行うことによる共鳴励起系を検討し,更なる励起効率の向上を期待した.その結果,室温連続動作を観測すると共に,熱による発振波長シフトを利用した光双安定動作を観測した.これらの成果は,PCナノ共振器レーザ光源と光導波路配線を基盤とした光集積回路を構築する上で重要な知見を与えるものであると同時に,光双安定メモリや波長変換動作などナノ共振器レーザの多機能性を期待させるものと考えている.フォトニック結晶を用いた微小レーザは極低しきい値動作に加え,自然放出制御や光-電子強結合状態といった共振器QEDに関する新しい物理を生むと期待されている.申請者はフォトニック準結晶など周回モードを基本とする微小共振器をこれまで実証してきたが,今年度はフォトニック結晶を含むあらゆる構造における極限的な自然放出制御の発現を目指し研究を行ってきた.まず,低温加工によるレジストマスクからの直接パターン転写可能なヨウ化水素系のエッチングを最適化し,GaInAsP平板スラブと周期円孔列で構成されるフォトニック結晶レーザの高精度な製作を実現した.これにより円孔位置を微小に移動させた格子シフト型共振器レーザにおける精密な構造調整を行い,光波1周期分程度の理論上最小のモードによるレーザ発振を初めて観測した.10台以上のパソコンのネットワーク化により可能となる大規模かつ精密な3次元モデルを想定した時間領域差分計算により,その発振モードが実際に最小のレーザモードであることを明確に証明した.さらに,高分解能な寿命評価が望める短パルス半導体レーザを導入し,赤外光電子増倍管によるサブナノ秒領域の発光寿命測定を行い,自然放出レートの増大を示すパーセル効果を評価した.その結果,理論予測値に近い40倍程度の自然放出の高速化を観測した.今後さらなる構造最適化による共振器Q値の増加と表面パッシベーション等による非発光再結合の低減により,反転分布を必要としない無しきい値レーザの実現,ならびに光-電子の強結合状態の観測による量子暗号通信のための単一光子光源など,次世代光通信システムに貢献すると考えられる.フォトニック結晶を用いた微小レーザは極低しきい値動作だけでなく,自然放出制御や光電子強結合状態といった共振器QED効果の発現が期待されている.申請者は昨年度までに,フォトニック準結晶など周回モードを基本とする微小レーザ,ならびにフォトニック結晶スラブの格子シフト型共振器により世界最小のナノ共振器レーザを実証してきた.今年度は,そのような微小レーザにおける室温連続動作,導波路との集積化,ならびに自然放出の増強について研究を行ってきた.まず,ヨウ化水素系のエッチングを最適化することで,GaInAsPスラブと周期円孔列で構成されるフォトニック結晶スラブの高精度な製作を実現した.これによる格子シフト型ナノ共振器レーザの高Q値化と,量子井戸構造の最適化を行った結果,同種のナノレーザとして初の室温連続動作を実現した.また,組成が異なるGaInAsPスラブの高精度な接合により,同ナノレーザをパッシブなフォトニック結晶導波路と集積させることに成功し,高い微分量子効率を評価した.さらに,赤外光電子増倍管を用いて同ナノレーザの発光寿命測定を行い,パーセル効果による自然放出レートの増大を評価した.その結果,予測値に一致する25倍の自然放出の高速化を観測した.理論からの現象理解のため,申請者は同ナノレーザの複雑な構造や共振モード分布を考慮した多次元のレート方程式を新たに構築し,これにより実験での自然放出の増大効果を説明することができた.今後,共振器構造の最適化,表面パッシベーションによる非発光再結合の低減を行うことで,更なる自然放出の増強が可能であり,誘導放出が不要な無しきい値レーザ,ならびに量子暗号通信のための高速な単一光子光源の実現が期待される.フォトニック結晶(PC)を用いた微小レーザは極低しきい値動作だけでなく,自然放出制御や光電子強結合状態といった共振器QED効果の発現が期待されている.

申請者は昨年度までに,GaInAsP材料に製作されたPCスラブの円孔をわずかにシフトさせたHOナノ共振器により,世界最小のレーザモードによる室温連続動作の実現,ならびにパーセル効果による20倍以上の自然放出確率の増大を実証し,光インターコネクション用微小光源としての有用性を示してきた.今年度,これら一連の結果を論文投稿した結果,多数の報道機関に採り上げられると共に,東京電機大学主宰の丹羽保次郎記念論文賞を受賞した.さらに今年度は,そのようなナノ共振器レーザと光取り出し用導波路の集積,ならびに共鳴励起系の構築を行い,励起効率と外部量子効率の増大や光双安定動作などの高性能化を検討した。前者に関しては,組成が異なるGaInAsPスラブを高精度に接合させることで,同ナノレーザをパッシブなPC導波路と集積させることに成功した.その結果として,外部微分量子効率20%以上という商用の半導体レーザに近い値を評価した.また後者に関しては,ナノ共振器に形成される高次モード波長に合わせた光励起を行うことによる共鳴励起系を検討し,更なる励起効率の向上を期待した.その結果,室温連続動作を観測すると共に,熱による発振波長シフトを利用した光双安定動作を観測した.これらの成果は,PCナノ共振器レーザ光源と光導波路配線を基盤とした光集積回路を構築する上で重要な知見を与えるものであると同時に,光双安定メモリや波長変換動作などナノ共振器レーザの多機能性を期待させるものと考えている.
Bi2201系の異常金属相及び超伝導相における電子比熱と熱伝導度

PbをドープしたBi2201系(Bi_<2.1-x>Pb_xSr_<1.9>CuO_y)の多結晶の超伝導試料と非超伝導試料の低温比熱を測定した結果、超伝導遷移温度における比熱異常の大きさはs-波超伝導体のそれと比較すると小さいことが判った。これはBi2201系がd-波超伝導体であることを示す。以下に研究成果をまとめる。1)空気中で固相反応法で作製した多結晶は非超伝導試料であった。超伝導試料はアウゴンガス中でアニール、即ち、キャリアーを減少させることにより作製した。超伝導遷移温度はSQUIDを用いたマイスナー効果の測定から決定した。2)非超伝導試料の比熱は温度の減少とともに単調に減少し、比熱異常は見られなかった。その温度依存性は単純に温度の1次(電子比熱)と3次(格子比熱)の項で表すことが出来ず、温度の-2次(ショットキー項)、温度の5次(非調和格子振動)の項を付加する必要があった。前者は低温部で、後者は高温部で全比熱に対して大きく寄与した。3)超伝導試料の比熱は温度と共に単調に変化せずに、T_cにおいて「こぶ状」の比熱異常を示した。常伝導、超伝導状態の電子比熱は全比熱から格子比熱とショットキー比熱を差引いて求めた。その結果、T_c以上の電子比熱係数は温度によらず一定であったが、T_cでは「ステップ状の飛び」が見られた。T_cでの比熱の飛びの大きさと電子比熱の比は0.6であった。得られた値はBCS値と比較すると小さく、半分以下であった。これはd-波超伝導体の特徴と一致することが判った。4)今後、広範囲のキャリアー濃度で比熱異常を観測し、比熱異常の統一的描像を得ることが研究課題である。
Fetuin/α_2-HS糖タンパク質結合因子の同定

1.昨年度は、血清中のラットfetuin結合因子の分離、同定を行ったところ、イムノグロブリンと結合することを明らかにした。そこで、fetuin-イムノグロブリン複合体をSDS-アガロースゲル電気泳動したところ、分子量50万以上の位置にバンドが認められ、fetuinの多量体にイムノグロブリンが結合していることが示唆された。また、精製ラットイムノグロブリンにおけるfetuinとの結合部位を検討したところ、Fc部分に結合性が認められた。このことはfetuinとイムノグロブリンの結合が抗原抗体反応によるものではなく、補体とイムノグロプリンの結合におけるオプソニン効果のような免疫能増強作用がfetuinにも存在することを示唆するものである。2.炎症性サイトカイン(IL-1またはIL-6、TNF-α)をラット初代培養骨芽細胞に加え、[H^3]leucine及びβ-glycerophosphate含有のα-MEMにて培養した。培養液を回収し、ラットfetuinアフィニティーカラムに加え、pHを下げることでラットfetuin結合因子を採取した。そして二次元電気泳動及びオートラディオグラフィーにて、解析したところ、ハイドロキシアパタイトに親和性の認められている、オステオカルシンやオステオポンチンに相当するバンドが認められた。fetuinもハイドロキシアパタイトに結合が存在するので、ハイドロキシアパタイトを介してこれらのタンパクが結合していることが考えられる。最近の研究から、fetuinは様々な生理活性物質と結合し、その作用を修飾することで様々な機能を生み出していることが予想される。よって、fetuinに結合する様々な因子を同定することは、fetuinの機能を根本的に解明するため重要なことであり、これが本研究の目的である。1.血清中のラットfetuin結合因子の分離、及びその同定ラットfetuin結合カラムを調製するため、ラット下顎骨より精製したラットfetuinをCNBr-activated Sepharose 4B columnにカップリングさせた。つぎに、Affi-gel Blueカラムにて血清からアルブミンを取り除いた画分を、ラットfetuinに吸着した因子を溶出させた。この画分を脱塩濃縮し、SDS電気泳動を行った。泳動上のスポットを、分子量を基に既存の血清タンパクのデータと照合し、fetuin結合因子を照合したところ、Affi-gel Blueカラムでも除ききれなかった血清アルブミンとイムノグロブリンと推測された。さらに、血清アルブミン及びラットイムノグロブリンに対する抗体にてWestern blotを行ったところ確かにイムノグロブリンであると確認された。2.骨芽細胞及び歯肉線維芽細胞より分泌されるラットfetuin結合因子の同定ラット初代培養骨芽細胞を採取し、ウシ胎仔血清を含まず[^3H]leucineを含む、leucine不含のDMEMにて24時間培養する。培養液を回収した後、上述の方法で調製したラットfetuinカラムに加え、pHを下げることでラットfetuin結合因子の二次元電気泳動像と比べたが顕著なbandは認められなかった。
血管内超音波画像システムを用いたヒト冠動脈攣縮部位の経時的形態的分析

基本となるシステムはCVIS社製血管内超音波画像システムと同社のimaging catheter(30MHz)を用いた。1.死後ヒト冠動脈を用いてconstant flowの系を作製し、血管内にcatheterを挿入しその断層像を得、同時に血管内にセロトニンを段階的に投与し死後ヒト冠動脈のセロトニンに対する容量依存性の収縮反応をreal timeに観察できることを報告した。2.同様の実験系を用いて、死後ヒト冠動脈の偏心性狭窄部を病理組織と同様に判別でき、又進行した動脈硬化冠動脈においてセロトニンに対する容量依存性の収縮反応がplaque部位で低下していることを報告した。3.同様の実験系を用いて、冠攣縮性狭心症患者の死後冠動脈において正常死後冠動脈と比較してセロトニンに対する収縮反応の閾値が100倍亢進している部位があることと、同部位が求心性に収縮することを報告した。4.同様の実験系を用いて、冠攣縮性狭心症患者の死後冠動脈において冠動脈全長に渡ってエコー輝度の低い著明な内膜肥厚が存在し、その画像はセロトニンに対する閾値の亢進部位と非亢進部位の両者にも認められることを示した。又それらが病理組織とも一致していることを報告した。1.アセチルコリン投与によって冠攣縮が誘発された患者の冠動脈内にcatheterを挿入し、攣縮部位の血管壁断層像を得、その部位には求心性の内膜肥厚が存在するというデータを得ている。
森林施業がスギ丸太品質・材質へおよぼす影響に関する研究

本研究では,成長特性・材質特性の異なるスギ品種を対象に,「品種の概念(遺伝性)」をふまえたうえで,スギ丸太品質・材質への森林施業,とくにここでは間伐の影響を明らかにすることを目的に実験的研究をおこない,以下の成果が得られた.(1)成長(年輪幅)と未成熟材率には間伐の影響がわずかながら認められ,成長は促進され,未成熟材率はわずかに減少した.(2)生材含水率および心材率には間伐による影響はほとんど認められず,品種内のバラツキよりも品種間に大きなバラツキが認められた.(3)容積密度数には,アヤスギ,ヤブクグリでは影響が認められなかったが,クモトオシでは,間伐後容積密度は若干増加した.この成果は,成長がよくなると材の密度が低下するという今までの報告とは異なる結果であり,今後の課題として,品種ごとに成長と材の密度との関係を再検討する必要があると思われた.(4)仮道管長およびミクロフィブリルについては,期間内に測定を終えることができなかった.結果が得られ次第公表する予定である.(5)力学的性質については,丸太の動的ヤング率の測定をおこなったが,各品種,ともに間伐の影響はほとんど認められず,品種内のバラツキよりも品種間に大きなバラツキが認められた.(6)以上のように,測定したほとんどの材質指標において,間伐の影響はあまり顕著に認められず,スギ全体の材質を考慮した場合,間伐の影響よりも品種の違い(遺伝的な差)がきわめて重要であることがわかった.本研究の目的は,成長特性・材質特性の異なるスギ品種を対象に実験的研究をおこない,「品種の概念(遺伝性)」を踏まえたうえで,スギ丸太品質・材質への森林施業,とくにここでは間伐の影響を明らかにすることである.研究対象林分は九州大学福岡演習林のみの予定であったが,事情により一部試験木の伐採が不可能となったため,大分県湯布院町にある民有林3林分を試験対象地として新たに追加した.それら林分を対象に,林分密度(相対幹距),樹高,胸高直径樹冠率の測定をおこなうとともに,個体位置図の作成をおこなった.これらの調査結果をもとに試験木を選定した後,伐倒し,各試験木の樹幹高さ0.2m,1.2m,2m,4m部位から,生材含水率測定用の円板(10cm厚),容積密度数などの木材基本性質測定用の円板(10cm厚),さらに2m4m部位から力学的性質測定用の丸太を採取した.生材含水率測定用の円板は,伐倒後ただちに実験室に持ち帰り,心材,辺材に分割し,生材含水率を測定した.その結果,辺材に比べ心材の含水率が高い品種が存在すること,樹幹内の含水率分状況は品種内では大差なく,間伐等による林分密度の変化の影響よりも,品種特性の影響がきわめて大きいことが明らかになった.木材基本性質測定用の円板については,年輪幅,未成熟材率,各年輪ごとの仮道管長の測定を現在おこなっている.力学的性質測定用の丸太については,打撃法により丸太ヤング率の測定を現在おこなっているが,間伐の影響よりも,品種特性の影響が大きいようである.以上のように,研究計画よりはやや遅れぎみであるものの,実験を中心とした研究により,データ蓄積は着々とすすんでおり,最終的な間伐の影響評価は,研究対象全林分・全試験木のデータが揃った段階でおこなう予定である.本研究では,成長特性・材質特性の異なるスギ品種を対象に,「品種の概念(遺伝性)」をふまえたうえで,スギ丸太品質・材質への森林施業,とくにここでは間伐の影響を明らかにすることを目的に実験的研究をおこない,以下の成果が得られた.(1)成長(年輪幅)と未成熟材率には間伐の影響がわずかながら認められ,成長は促進され,未成熟材率はわずかに減少した.(2)生材含水率および心材率には間伐による影響はほとんど認められず,品種内のバラツキよりも品種間に大きなバラツキが認められた.(3)容積密度数には,アヤスギ,ヤブクグリでは影響が認められなかったが,クモトオシでは,間伐後容積密度は若干増加した.この成果は,成長がよくなると材の密度が低下するという今までの報告とは異なる結果であり,今後の課題として,品種ごとに成長と材の密度との関係を再検討する必要があると思われた.(4)仮道管長およびミクロフィブリルについては,期間内に測定を終えることができなかった.結果が得られ次第公表する予定である.(5)力学的性質については,丸太の動的ヤング率の測定をおこなったが,各品種,ともに間伐の影響はほとんど認められず,品種内のバラツキよりも品種間に大きなバラツキが認められた.(6)以上のように,測定したほとんどの材質指標において,間伐の影響はあまり顕著に認められず,スギ全体の材質を考慮した場合,間伐の影響よりも品種の違い(遺伝的な差)がきわめて重要であることがわかった.
路上生活者,日雇労働者及び寄せ場が直面する諸問題について

平成10年8月13日から15日にかけて行なわれた釜ケ崎夏祭りとその準備から撤収に至る期間、および平成11年12月29日から平成10年1月3日にかけての釜ケ崎越冬闘争集中期に、調査協力者数名と参与観察ならびに聞き取り調査を行なった。調査結果は調査協力者に報告書として提出させた。それらの報告によって個々の調査対象者の個人誌、生活感等の把握を試みた。同時に個々の調査協力者の地域への参与のありかた、調査対象者との関係を成立させる過程を観察することによって、特殊な地域的性格をもつ社会空間への、異人としての参与の様相、異なった社会集団の構成員同士の関係性のありかたも把握するように努めた。また全国紙の東京版の講読、寄せ場をはじめ社会問題等を主に扱うメーリングリストへの加入、日雇労働者、路上生活者等を支援する人々によるホームベージならびに発行物等に注目することによって最新の動向を把握することに努めた。さらに釜ケ崎日雇労働者、新宿西口に居住する路上生活者らとの親密な関係形成、対面、文通等を重ねることによって、個人としての彼/女らの人生経験等の理解を試みた。またこれらの調査研究においては特に、寄せ場における祭りをはじめとした様々なイベント、路上でのダンボールハウスやテントにおける生活様式、文学あるいは絵画などをはじめとした彼/女らの自己表現などに注目した。そしてこれらの事象をいわば日本における対抗文化の一端に位置づけ、最近の文化研究の潮流にも依拠しつつ、彼らのいういわば「闘い」におけるその意味を探究した。平成9年8月13日から15日にかけて行なわれた釜ケ崎夏祭りとその準備から撤収に至る期間、および平成9年12月29日から平成10年1月3日にかけての釜ケ崎越冬闘争集中期に、調査協力者数名と参与観察ならびに聞き取り調査を行なった。同時に個々の調査協力者の地域への参与のありかた、調査対象者との関係を成立させる過程を観察することによって、特殊な地域的性格をもつ社会空間への、異人としての参与の様梠、異なった社会集団の構成員同士の関係性のありかたも把握するように努めた。また全国紙の東京版および大阪版の講読、社会問題等を主に扱うメーリングリストへの加入、日雇労働者、路上生活者等を支援する人々によるホームページならびに発行物等に注目することによって最新の動向を把握することに努めた。
絶滅危惧種メグロおよびオガサワラカワラヒワの生息数評価法に関する研究

1)従来精度が低いまま行われているメグロの生息密度評価を改善するために、次の方法について調査検討した。メグロは一般的にはまれにしかさえずらないが、日の出30分ほど前から15-20分ほどは例外的に盛んにさえずる(song burst;Suzuki,1983)。この行動を利用することにより、生息するオス密度を正確に推定することができると思われる。そこでなわばりオスの生息数が知られている母島御岳神社の山林において、早朝さえずりによる生息数推定法(song burst法)の検討をおこなった。晴れ若くは一時曇りの早朝午前3時45分頃に調査地に行き、さえずり個体の初認(午前4時過ぎ)3分後から調査地全体(約2ha)をカバーするルートを15-20分かけて足早に移動しつつさえずり個体の位置と数を記録し、オス生息数を推定した。これらを季節を変え、各調査行あたり3-4回(日数でもある)行った。なお生息数は調査時ごとに異なったが、各調査にあたり、調査者はオス生息数を事前には知らされていない。この調査の結果、song burst法により、晴れた日には、通常、なわばりオスの90%近い個体を検出できることが判った。2)オガサワラカワラヒワの生息密度評価法についての現地調査は、現場に赴いたものの、天候その他の事情により十分に行いえなかった。そこで今回の報告は主に筆者自身のものを含む文献調査に依存せざるを得なかった。しかしその調査の結果、母島属島の調査を集中的に行う必要のあることが鮮明になった。平成7年度は、主として、メグロのさえずりが生息数推定に使えるかどうかについて検討を加えた。なおこの調査を実施するにあたっては、現在母島で鳥類調査を行っている樋口・川上両氏の協力を得た。樋口・川上両氏によって個体マークが施され、また各個体の行動圏(なわばり)がある程度判明している母島御嶽神社周辺の森林に生息する個体群を対象として調査を行った。ここにどの程度の数のオスが生息するかは、既に樋口・川上両氏によって既にほぼ明らかにされていたが、この調査の実施時点においては調査者(研究代表者)はその結果について事前に何等の情報も得ていない。調査は、天候が晴れもしくは雲りの早期に行った。メグロのオスが活発にさえずるのは早朝の1520分程度である(Suzuki,1993)。そこで、メグロの最初のさえずり(午前4時5分前後)が聞かれてから約5分後から、調査地内のあらかじめ決められたコースを約15分かけて早足で移動しながら、さえずりとさえずり固体の位置を地図上に記録した。不活動な薄暗い時間帯であるのと、調査者の移動速度が早いので、各さえずり地点には別固体の1羽のオスがいるとして、さえずり個体記録数を調査地内のオスの数(少なくともなわばりをもち、さえずる個体)と判定した。これを別の日に4回行ったところ、4回ともほとんど同じ結果が得られた。これらの結果からすると、調査地内には約10羽のメグロのオスが存在し、調査時期に平行して行われた他の調査からもほぼ同数のなわばりが存在すると結論された。この数はマーク個体の調査によって明らかにされた同調査地の生息数とほぼ一致し(調査場所の多少の不一致や調査時期の違いで結果は少し異なっていた)、従来難しいとされていたメグロの生息数評価が極めて高い精度で行い得ることが判明した。メグロは一般的にはまれにしかさえずらないが、日の出30分ほど前から15-20分ほどは例外的に盛んにさえずる(song burst)。

そこでなわばりオスの生息数が知られている(東大、川上氏らの調査による)母島御岳神社の山林において早朝さえずりによる生息数推定法(song burst法)の検討をおこなった。晴れ若くは一時曇りの早朝午前3時45分頃に調査地に行き、さえずり個体の初認(午前4時過ぎ)3分後から調査地全体をカバーするルートを15-20分かけて足早に移動しつつさえずり個体の位置と数を記録し、オス生息数を推定した。これらを季節を変え、各調査行あたり3-4回(日数でもある)行った。なお各調査毎について、調査者はオス生息数を事前には知らされていない。この調査の結果、song burst法により、晴れた日には、通常、なわばりオスの90-100%の個体を検出できることが判った。song burst法により生息数が高い精度で求められることが判ったが、その値を2倍した数(成鳥生息推定数)と、従来行われているラインセンサス法による観察記録数との関係を上記とは異なる場所で検討したところ、調査回数を繰り返して得た後者の平均値は前者の約3分の1であることが判った。2)オガサワラカワラヒワの生息密度評価法の検討は、天候その他の事情により、今回は主に文献調査に依存せぜるを得なかった。しかしその調査の結果、母島属島の調査を集中的に行う必要のあることが鮮明になった。
プログラミング演習を軸とした情報教育を支援するための演習環境の開発に関する研究

プログラミングを容易にかつ短時間に体験的に習得できるプログラミング環境PENの機能拡張として,図形描画機能,ファイルI/O機能,関数呼出機能を設計・実装し, PENを用いた実験授業を繰り返し実施し,その有効性を明らかにした.また, PENの中国語版,台湾語版,韓国語版,英語版を実装した.さらに,授業中の個々の学生の課題進捗状況を教員が概観するためのモニタ機能を実装したプログラミングを容易にかつ短時間に体験的に習得できるプログラミング環境PENの機能拡張として,図形描画機能,ファイルI/O機能,関数呼出機能を設計・実装し, PENを用いた実験授業を繰り返し実施し,その有効性を明らかにした.また, PENの中国語版,台湾語版,韓国語版,英語版を実装した.さらに,授業中の個々の学生の課題進捗状況を教員が概観するためのモニタ機能を実装した情報教育においてコンピュータとは何かを理解しておくことは重要であり、特に、プログラミングの体験を通してこそ、コンピュータへの理解が深められる。我々は、このようなプログラミングの体験を容易にかつ短時間で習得できるような、プログラミングの入門教育用ツールPENを開発した。PENはプログラミングの初学者向けの環境(ツール)であり、プログラミング言語として大学入試センター試験で使用されているDNCLを備えており、ほとんど予備知識なく読むことが可能である。また、入力支援機能や動作観察機能などを有しているので、プログラム作成も比較的容易にできる。本年度の研究では、PENに対して、図形描画機能、ファイル入出力機能、関数定義機能の設計・実装を行った。また、初学者支援機能として、キーワードの揺らぎへの対応(キーワードを多少間違えても警告してくれる機能等)を行い、初学者への支援を強化した。さらに、これらの機能の有効性およびPEN自身の有効性を検証するために、大阪市立大学、京都ノートルダム女子大学、大阪学院大学および大阪大学において、実験授業を実施した。その結果、多くの初学者に好評であり、有効性を確認できた。特に、大阪大学での授業では、JavaScriptを用いた授業と比較することができ、PENを用いた授業の方が、JavaScriptでの授業よりも学生のプログラミングの理解度が高いことを示唆する結果が得られた。1.実験授業の実施とPENの有効性の評価大阪市立大学、京都ノートルダム女子大学、大阪学院大学、および、大阪大学においてPENを用いて授業を行った。また、大阪学院大学の付属高校および大阪府立泉北高等学校においても実験授業を行った。受講者に対して、PENの有効性を検証するためのアンケートおよび試験を実施した。結果については、「初学者用プログラミング学習環境PENの実装と評価」情報処理学会、および、「リテラシーとしてのプログラミング入門-大阪大学文学部・人間科学部でのPENを用いた実践-」情報教育研究集会において発表したとおり、PENの有効性が明らかになった。2.エラーログ収集分析機能の設計と実装初学者が引き起こすコンパイルエラーやタイプミスなどの情報を自動的に収集する機能を設計し実装した。実際の授業でこの機能を稼働させてエラーログ情報を収集した。しかし、エラーログ情報が膨大であったため、学習者の挙動を分析して教育効果を確認することまでには至らなかった。PENの国際化PENの中国語対応、韓国語対応、英語対応を実現した。この評価については今後の課題である。[1]実験授業の実施とPENの有用性の評価PENの有効性を確認するために、大阪市立大学、京都ノートルダム大学、大阪大学、大阪学院大学、および、大阪府立泉北高校において実験授業を実施した。すべての授業で受講者に対するアンケート調査、および、理解度を確認するための試験を実施した。これらの結果から、PENの有効性を確認することができた。特に、大阪大学、および、京都ノートルダム大学での実験授業から、図形描画を中心とした演習での理解度が高いことが確かめられた。詳細については、情報処理学会のCE研究会、情報教育研究集会等で発表した。[2]PENを用いた授業に対する授業支援機能の実装と評価授業中の個々の学生の課題の進捗状況を把握するために、個々の学生が作成中のプログラムの行数、定義された変数の数、制御構造の数、および、プログラム作成の経過時間などを自動的に収集し、それらを教員の画面に分かりやすく表示する機能を実現した。これによって、授業中に実時間で多数の受講者の課題進捗状況を概観することができるようになった。この機能の有用性については、数人の模擬授業で確認したのみであり、実際の授業での有用性の確認は今後の課題である。