基于文献计量分析的世界环境学科院校科研现状分析

赵金博++胡俊梅++赵昕悦
摘要:为进一步推进我国高校环境学科建设成为世界一流学科,本文立足于引文空间分析,以环境科学为例,深入分析了2016年QS世界大学排名中环境科学领域前列加州大学伯克利分校、瓦格宁根大学、新加坡国立大学、清华大学与北京师范大学的科研优势。研究表明:从被引论文作者的角度来看,5所学校均匯集了一定数量的学科领军人物,团队规模均在逐年扩大;从国际合作的方向观察,国外高校合作机构分布较广,国内学校合作机构都较为区域化。从基金支持的角度分析,政府组织是高校高科技科研项目资助的主体,同时也出现了多元化与社会化的趋势。本研究立意于为中国环境学科建设发展决策提供依据,为相关高校建设世界一流学科的路径规划提供基础。
关键词:环境科学;世界一流学科;文献计量;Web of Science;科研现状
中图分类号:X-1 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2018)01-0124-05
DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.071
Informatics analysis on current situation of scientific reasearch in high level universities related to environmrntal science
Zhao Jinbo1,2;Hu Junmei1,Zhao Xinyue1
(1.School of Environment, Beijing Normal University,Beijing 100875,China;2.State Key Laboratory of Water Environment Simulation,Beijing 100875,China)
Abstracrt:This paper is based on citation space analysis to compare in-depth of the 2016 QS world university taking the lead in race of environmental sciences at the university of California, Berkeley, wageningen university, national university of Singapore, tsinghua university and Beijing normal university. The analysis result shows that, the number of leading people in each universities has a positive relationship with scientific impact, and the research teams in these five universities were expanded year by year. On the point of the international cooperation view, we compared with the number of authors and international institutions of the average papers in five universities. we found that the impact of research papers go up along with the number of cooperation of international institutions, also foreign colleges and universities had a wide distribution partners, domestic schools were more regional cooperation organization. The funding supports of the five universities has been classified, we found that the government organizations supported the most of high-tech research projects funds, it also appears a trend of diversification and socialization. This study is going to provide basis for decision-making for the subject construction of environmental science development in China universities. For further environmental construction to become the double world first-class disciplines and universities provides the basis.
Keywords:Environmrntal science; Informatics analysis; Wold class subject; Web of Science
中国自2015年教育部国务院印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》,要求加快建成一批世界一流大学和一流学科。在此背景下,许多高校纷纷提出建议世界一流大学的目标。然而,如何认清目前与世界一流大学之间的差距,如何寻找到自身的优势并加以发挥是目前亟待解决的问题。
随着现代社会信息技术水平的提高,以Web of Science为代表的国际大型综合性期刊引文索引数据库为衡量多个院校甚至多个国家之间的学科发展状况提供了一个平台,文献计量分析成为研究相关学科以及相关院校科研现状的客观手段。自2004年作者共被引分析(author cocited analysis,ACA)概念在美国雷克赛尔大学信息科学与技术学院被提出以来,陈超美基于其理论进一步研究得出了关于数据可视化的一些成果[1-4],并开发了信息可视化软件Cite Space[5]。此软件用于引文索引空间的数据可视化分析,并已经广泛用于图书情报领域与管理领域[6, 7]。也有部分学者将其用于对高校科研优势的计量学分析[8],但缺乏内在且细致的分析,且该方法在环境领域仍存在空白。因此,本研究以加州大学伯克利分校、瓦格宁根大学、新下·加坡国立大学、清华大学与北京师范大学为研究对象,从文献计量学的角度比较分析五所学校在环境科学这一学科领域的优势。主要从高质量论文情况、高被引作者情况、国际合作情况、基金支持情况四个方面进行分析,旨在为中国环境学科建设发展决策提供依据,为相关高校建设世界一流学科的路径规划提供基础。
1 数据库
本研究以Web of Science数据库核心合集为数据源,以美国加州大学伯克利分校(University of California Berkeley)、荷兰瓦格宁根大学(Wageningen University)、新加坡國立大学(National University of Singapore)、清华大学(Tsinghua University)北京师范大学(Beijing Normal University)为检索对象,查询五所高校在2007-2016年被收录的学术期刊论文(文献选取类型为Article、Review和Proceedings Paper),分别得到加州大学伯克利分校75 774条记录,荷兰瓦格宁根大学17 665条记录,新加坡国立大学60831条记录,清华大学74 228条记录,北京师范大学20 125条记录(检索日期为2017年3月11日)。
根据汤姆路透基本科学指标(ESI)提供的分类标准,对两所高校在“环境科学(Environmental Science)”目录下发表的论文进行精炼,分别得到加州大学伯克利分校
2 725条记录,荷兰瓦格宁根大学1 966条记录,新加坡国立大学1 002条记录,清华大学2 893条记录,北京师范大学2562条记录。为保证研究结果的准确性,本研究使用Cite Space软件中数据过滤功能(Filter)对数据集合进行再次过滤,确保学科、机构、文档类型的准确性。经过数据处理进行除重合并之后,得到10 952条记录,作为本研究分析的论文元数据集合。
本研究采用的研究方法主要包括文献计量分析、引文空间分析和一般统计学分析。使用的软件主要有社会科学统计软件包SPSS以及陈超美等开发基于JAVA语言的信息可视化软件Cite Space。
2 结果分析
2.1 总体概况
从论文数量逐年变化的曲线来看,加州大学伯克利分校的论文数量维持在较高水平,波动范围较小。新加坡国立大学年论文数量较少且逐年变化也较小,趋于稳定。瓦格宁根大学的论文数量起步较低,但呈平缓上升趋势。北京师范大学与清华大学论文数量呈逐年大幅上升趋势,并且两校都于2014年在论文数量上超过了加州大学伯克利分校,可见其发展之迅速。
为了在统一标准下将五所院校进行论文质量的客观对比,本研究采用汤姆路透社公布的ESI基准线数据(2017年2月14日 Environment& Ecology)为标准,按照论文被引频次所在的0.1%、1%、10%、20%和50%和五个百分位区间对论文进行学术质量分类。结果如图2所示。
ESI引用频次前50%的论文被称为高水平论文,可以代表该学校的科研水平,是众多大学学科评价排名机构所参考的重要因素。由图可得,加州大学伯克利分校的高水平论文比例较高,占总发文量的69.8%,瓦格宁根大学和新加坡国立大学近60%的学术论文进入了高水平论文行列。相比之下清华大学与北京师范大学分别有52.9%与45.1%的学术论文进入了ESI高水平论文行列,比例较低。
在ESI前1%水平论文中,瓦格宁根大学、新加坡国立大学、清华大学与北京师范大学均与QS世界排名第一的加州大学伯克利分校论文数量差距较大。从前1%论文数量占总论文比例来看,看新加坡国立大学具备冲击世界顶尖环境科学院系的实力,与加州大学伯克利分校差距不大。瓦格宁根大学与清华大学实力相当,北京师范大学略显劣势,需要在高水平论文比例方面下工夫。
2.2 高被引论文作者情况
对一所高校而言,一位相关科研领域的领军人物对院校总体科研水平提升起较大大帮助作用,不仅意味着更多的国际合作机会,还意味着吸引更多优秀的人才。为了比较5所高校在环境科学领域的领军人物和创新团队,本研究对ESI 前1%论文的作者情况进行了分析。如表二所示,加州大学伯克利分校具有的高被引论文作者数目较多,研究主题相对多元化。与之相对,其余四所学校研究主题都较为单一,且高被引论文作者数量较少。
除此之外,再对该数据集进行作者共被引分析,如图3。
作者共被引分析是根据信息检索学和科学计量学的方法通过可视化的方式观察学者之间共被引强度,比如清华大学,其中Hao JM郝吉明院士的线最粗,可以说明郝院士的共被引强度最高。节点的大小表示着作者与自己的共被引强度,说明该作者的影响力大小。共被引强度,同时也能翻译一个科研机构的学科结构和团队紧密程度。从上图可知,北京师范大学共被引较为集中说明其学科结构相对单一,但团队合作紧密度高。这意味着北京师范大学在某一单一的环境领域拥有的较强的世界影响力。 与北京师范大学相比清华大学学科方向研究相对拓宽并且也彼此紧密联系,与国外3个大学相比在环境领域的研究广度仍有不足。
2.3 研究团队规模
根据Huang[1]等人的研究,数学、化学和物理三大基础学科的合著作者数量在近五十年呈明显的递增趋势。环境作为集众多基础学科于一体的交叉学科,近些年来论文合著作者数量也呈递增趋势。论文中署名人数可直接表示其研究团队规模。研究团队规模的波动在一定程度上可以反映学科在该校研究状态的稳定性。
本研究利用现有数据库,对五所高校近十年发表的论文署名人数进行了统计分析,得出各个学校作者数目比例随年份变化的波动曲线。此外,为了比较五所学校合作团队规模上的差异,本研究采用统计学的方法,分别计算5所学校在环境科学领域发表论文的署名人数均值与标准差,用以表征其团队规模的大小及其稳定性。
由图4可知,五人以上的团队规模比例呈现增长趋势,而五人以下的团队规模比例呈现下降或者不变的趋势。其中加州大学伯克利分校的五人以上团队的比例在研究时间段内均超过五人以下的研究团队,说明其比其他四所学校更早趋于稳定。在2016年,加州大学伯克利分校与瓦格宁根大学五人以上团比例均接近50%,印证其在相关领域的领先地位。
通过对数据进行统计学的分析发现,加州大学伯克利分分校(6.280±8.455)、瓦格宁根大学(5.998±6.646)较新加坡国立大学(4.266±3.153)、清华大学(5.173±3.194)、北京师范大学(5.024±2.916)标准差均大于均值,说明其波动较大。其中五所高校中合著人数最多的一篇论文来自于加州大学伯克利分校,共有244名来自诸多国家的署名作者,发表于生物多样性领域。新加坡国立大学、清华大学与北京师范大学同样存在一些偏差,可间接说明三所高校参与了国际性的大规模研究。
2.4 国际合作情况
国际合作情况在一定程度上可以反映该校在相关领域的科研实力。图 5显示瓦格宁根大学的篇均国际合作次数很高,说明国际合作研究对其科研的发展起到了较大的推动作用。新加坡国立大学与加州大学伯克利分校的篇均国际合作次数均超过了0.5。相对于其他三所国际合作机会较多的学校,清华大学与北京师范大学的论文篇均国际合作次数明显处于劣势。
图5 前五名合作国家比例
从五所高校国际合作的主要机构分布来看,如上表所示,加州大学伯克利分校国际合作区域只要集中在中国与加拿大,其与加拿大不列颠哥伦比亚大学联合发表的论文影响力较大。此外清华大学,也是加州大学伯克利分校的重点合作伙伴,但二者联合发表的论文被引频次较低。瓦格宁根大学的主要国际合作机构主要集中在中国与欧盟区域,中国科学院,法国农业科学研究院与德国波恩大学是其主要合作伙伴。其中与法国农业科学研究院联合发表的文章被引频次较高。新加坡国立大学的国际合作对象较多元化且跨越地理空间上的限制,其分别与中国科学院,上海交通大学,美国亚利桑那大学,荷兰代尔夫三角洲研究中心和斯坦福大学均存在合作关系。反观中国的两所学校,国际合作机构都较为区域化,集中在北美洲地区,合作成果均有一定的影响力。
2.5 基金支持情况
基金对于高校的研究起导向性作用,不同渠道来源的基金可能使相关的科研项目有不同的侧重点。在基金项目资助论文的比例上,清华大学(79.1%)与北京师范大学(78.5%)明显高于加州大学伯克利分校(74.9%)、瓦格宁根大学(66.1%)与新加坡国立大学(65.2%)这三所高校,表明了中国高校发表的学术成果基金资助比例更高。从五所高校获得的主要基金资助来源如下表所示,政府组织是高科技科研项目资助的主体。此外,从清华大学博士后科学基金资助论文119篇而北京师范大学在列表中没有博士后科学基金资助的文章可以看出,从博士后人才培养和重视方面,北京师范大学尚有需要提升的空间。
3 结论
本研究对加州大学伯克利分校、新加坡大学、瓦格宁根大学、清华大学与北京师范大学在环境科学领域的学术论文进行了文献计量分析,剖析和比较了两所学校在环境科学这一重点学科领域的科研优势。研究结果发现:
(1)从高质量论文数量上来看,北京师范大学与其余四所学校存在较大差距。尤其是在ESI高水平論文发表方面,北京师范大学在此领域目前还没有进入前0.1%的科研论文。如何在顶尖论文领域取得一席之地是北京师范大学在该科研领域需要解决的问题。(2)从高被引论文作者情况来看,北京师范大学共被引强度较高且团队紧密度较高但是与国外一流机构相比研究广度差距较大,这导致在某一个小领域影响力较强但是在环境领域整体上的影响力尚有不足。(3)从国际合作情况来看,北京师范大学国际合作论文数量上与领跑机构有一定差距,而且较为区域化,合作的广泛性和影响力有待提高。(4)从基金支持情况来看,北京师范大学基金支持主要依靠政府机构资助,在形式上和国外大学相比比较单一,和清华大学相比,北京师范大学需要加强博士后基金支持和博士后团队建设。
参考文献
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收稿日期:2017-11-29
作者简介:赵金博(1980-),男,博士,工程师,研究方向为环境监测、环境应用和环境化学方面研究。
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