我國科研儀器領域研究熱點與前沿探索

楊振磊

（天津市科學技術信息研究所情報研究中心，天津300074）

0 引 言

科研儀器是科學研究的重要手段，是促進科技創新和科技進步的重要技術基礎。我國關于科研儀器領域的研究工作大致開始于20世紀70年代。經過多年發展，目前已經積累了一大批多視角、多維度的研究文獻，對深化我國科研儀器領域理論研究和實踐應用發揮了重要的知識引導作用。然而縱觀整體研究進程，以全局視角對該領域文獻進行宏觀綜述研究，特別是采用可視化的方式研判該領域研究態勢的成果鮮有。在科研儀器特別是大型科研儀器日益受到國家重視的大背景下，適時對該領域文獻信息進行分析，有助于學者更好地把握研究動態和發展趨勢［1］。本文運用可視化分析方法，冀望通過知識圖譜視角，探究近40年我國科研儀器領域研究發展脈絡、研究熱點以及前沿演進趨勢，以期為進一步的研究工作提供參考。

1 研究方法

本研究借助CiteSpace（5.3.R4版）作為可視化分析工具，該工具由美國德雷塞爾大學陳超美教授應用Java語言開發，其主要基于共引分析理論和尋徑網絡算法等，對特定領域文獻（集合）進行計量，以探尋出學科領域演化的關鍵路徑及其知識拐點，并通過一系列可視化圖譜的繪制，來形成對學科演化潛在動力機制分析和學科發展前沿的探測［2］。研究樣本數據來源于中國知網（CNKI）文獻數據庫，在檢索時按照“主題＝科研儀器”或者“題名＝科研儀器”，時間跨度為“1980年-2018年”進行數據庫檢索，共獲得1 599條文獻記錄，經數據清洗剔除“工作綜述”“學校簡介”“大事記”“招生簡章”“基金項目公告”“會議信息”等內容以及不相關文獻，得到848條文獻數據作為本次研究的數據集合。檢索時間為2019年3月2日。

2 科研儀器領域研究概況

2.1 時間分布

學術文獻數量的變化情況是衡量某領域發展的重要指標［3］。圖1顯示出1980～2018年我國以科研儀器為主題CNKI論文發表數量的整體趨勢，總的看呈現出“整體增長、局部波動”的演進態勢，如果按照波動的關鍵時間節點或拐點去劃分，近40年的研究大致可分為四個階段：① 1980～1997年，年均發表文獻3.4篇，該時期我國科研儀器尚未從國家層面開始系統化布局，學者的關注度相對不高，研究方向也比較單一，多側重于本單位或本系統科研儀器管理使用，表明該領域研究尚處于起步階段；②1998～2008年，年均發表文獻13.9篇，自1998年國家開始有計劃地考慮設立重大科研儀器研發項目以來，學者對科研儀器領域的關注度日益提高，形成了一批開創性的研究成果，處于發展積累階段；③2009～2014年，年均發表文獻49.6篇，文獻量約為前兩個階段文獻量的總和，隨著國家科技“十二五”發展規劃等一系列科技政策文件的出臺，科研儀器領域研究逐步成為熱點，邁入快速增長階段；④ 2015年至今，年均發表文獻83.7篇，雖2016年發文出現小幅下滑，但一直保持著高位振蕩，預計未來幾年國內關于科研儀器領域的研究文獻將保持較為穩定的增長態勢。

圖1 1980～2019年我國科研儀器領域發文整體趨勢

2.2 載文期刊分布

在檢索出的848條以科研儀器為主題的文獻信息中，表1統計了1980-2018年發表在核心期刊和CSSCI期刊上的文獻，總共有251篇，其中《實驗技術與管理》以88篇的載文量位居首位，《實驗室研究與探索》以77篇的載文量緊跟其后，兩者科研儀器領域的載文量占全部核心期刊和CSSCI期刊載文總量的比例達到65.6%，其上發表論文的總被引次數和篇均被引次數也排在前列，可見我國科研儀器領域高質量、高水平研究論文發表的期刊載體較為集中，主要發表在《實驗技術與管理》和《實驗室研究與探索》兩個期刊上。除此之外，載文2篇及以上的期刊還有9種，主要分布在科技管理、高校科技、情報研究、軟科學等領域。

2.3 重要文獻分布

文獻的被引頻次可在一定程度上反映出論文的學術影響力，表2統計了1980～2018年我國科研儀器領域被引頻次前20名的文獻，發表時間主要集中在2006～2012年。從研究內容看，基于工作實踐的共享機制與管理模式、平臺建設研究、效益研究、對策研究等是學者們關注的重點，比如孫緒華［4］研究指出科研儀器存在共享資源總量不足、共享機制不健全、共享氛圍不濃厚等問題，對如何促進大型科研儀器設備共享進行了思考，該論文被引頻次達到58次，下載量466次；賴蕓［5］分析了高校大型精密貴重儀器設備的管理中存在的問題，探討了促進資源共享、協作共用，提高大型精密貴重儀器設備使用效率的解決方案，該文獻的被引頻次達到81次；楊樹國［6］等通過對高校對大型儀器設備使用情況調研，設計了高校大型儀器設備使用的評價內容和評價指標體系架構，并通過實證分析提出了提高儀器設備使用效益的對策，被引頻次達到46次。這些代表性文獻的發表一定程度上對推動科研儀器領域進一步的深入研究發揮了知識源流作用。

表1 1980～2018年我國科研儀器領域載文期刊情況（核心期刊+CSSCI期刊）

表2 1980～2018年我國科研儀器領域論文被引top20文獻

3 科研儀器研究知識圖譜分析

3.1 核心作者和研究機構合作網絡

統計發現1980-2018年我國科研儀器領域發表論文的學者共1 560人（論文有署名即視為作者），其中，高產作者有陳省平、吳玨珩、藍秀健、張選紅、賴蕓、楊樹國、聞星火、黃凱、徐大海等。根據普賴斯計算公式（其中M為高頻閾值，表示區間學術論文被引頻次最高值），發表2篇及以上的作者為核心作者，這樣的學者共有146人，僅占全部文獻作者的9.4%，表明我國科研儀器領域研究的持續性還有待提升。為進一步探究作者之間的合作關系，運行CiteSpace，適當調整后構建作者合作知識圖譜見圖2。圖中節點大小代表作者發文數量多寡，節點間的連線粗細代表關聯強度，可以看出整個網絡節點比較松散（網絡密度僅為0.036 4），存在較多孤立節點，表明作者之間在論文合作方面尚有不足。但也形成了若干比較有代表性的學者合作群，如中山大學的陳省平、吳玨珩、藍秀健等，清華大學的楊樹國、聞星火、武曉峰、黃樂等，以及北京大學的黃凱、周勇義、張黎偉、凌輝等學術合作群。研究發現這些學術合作群具有以下特點：一是合作群的形成大多是基于相同的工作機構或是師生關系的背景；二是作者大多是高校中負責實驗室或儀器設備管理的部門。

圖2 1980～2018年我國科研儀器領域核心期刊發文作者合作網絡

圖3可以看出，中國農業科學院科技管理局、國家科技基礎條件平臺中心、天津市科學技術信息研究所、中山大學醫學院、中山大學設備與實驗室管理處、武漢大學實驗室與設備管理處、中國科學技術信息研究所、南京大學招標辦公室等是1980-2018年我國科研儀器領域較為高產的研究機構。從機構合作情況看，僅有部分研究機構之間有合作關系，而且合作的強度也不大（節點間連線較細），而且合作關系多屬于系統內合作或地域內合作，跨系統、跨區域的研究合作鮮見。

圖3 1980～2018年我國科研儀器領域研究機構合作網絡

3.2 研究熱點分析

關鍵詞是學術文獻的核心，是文獻整體內容以點為表現形式的濃縮。為探究高關鍵詞所屬的研究主題，對共現關鍵詞進行聚類分析。如“開放共享”“科研儀器”“實驗教學”“管理體制”“財務管理”“政府采購”“共享管理”等是學者們關注的熱點主題。為了更好呈現研究熱點的發展脈絡，對每一階段的高頻關鍵詞和高中介中心性關鍵詞進行提取，從時間維度來探究1980～2018年我國科研儀器領域研究熱點是如何演變的。

（1）1980～1997年研究熱點。表3反映的是這一時期出現的高頻關鍵詞和高中心中介性關鍵詞，其中1982首現的“儀器設備管理”是主要的研究方向，農業、醫療、體育等行業領域科研儀器的管理和使用也是學者關注的熱點，此后儀器設備能力和效益的量化考核成為研究方向，學者們提出了包括平均壽命、占有率、完好率和利用率［7］等指標在內考核指標。1990年左右，“儀器制備材料”“使用經費”“有償占有制度”以及“專管專用制度”逐步成為研究熱點。

表3 1980～1997年科研儀器領域研究關鍵詞表

（2）1998～2008年研究熱點。表4可以看出，科研儀器設備管理仍然是這一時期的研究熱點，其中科研儀器設備引進和配置、科研儀器設備購置的市場觀念、科研儀器設備利用率和經濟效益、科研儀器設備管理人員的配置和培訓、科研儀器設備的維修及更新換代等［8］是科研儀器管理的重要主題。管理機制和模式也是研究熱點，有學者提出制訂計劃—計劃論證—設備采購—驗收入賬—日常管理—報廢出賬等管理環節［9］，開放式的管理模式、儀器有償使用以及使用費分配機制、儀器設備室自主運行機制、教學科研和開發成果共享機制［10］等是管理機制研究熱點。2000年開始“資源共享”“開放共享”“共用網”等關鍵詞逐漸增多，特別是2005年《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》明確提出“推進大型科學儀器、設備、設施的共享與建設，逐步形成全國性的共享網絡”以后，推進大型儀器設備共享，成為重要話題，學界圍繞儀器設備開放共享發表了一批有影響力的論文。總的看，這個階段關于“開放共享”的研究主要側重于可行性、共享機制以及存在問題的探討與思考。

表4 1998～2008年科研儀器領域研究關鍵詞表

（3）2009～2014年研究熱點。表5可以看出，科研儀器管理作為延續性主題得到了學界的持續關注，在具體研究方向上逐步從屬地化管理研究過渡到以信息技術為支撐的網絡化、信息化管理等方面的研究。開放共享研究逐步從可行性研究過渡到具體實施路徑、實踐研究和建設研究階段，提出了測試共享平臺、研發儀器共享平臺、專業儀器共享平臺的三級共享管理平臺的基本框架和模式特點［11］，并從完善大型儀器設備購置論證體系、建立大型儀器設備資源共享開放基金等角度入手提出了大型儀器設備資源共享平臺建設的探索。同時，這個階段對于科研儀器的宏觀性研究也開始增多，比如對策研究、戰略研究、立法研究、管理模式研究等。學者們聚焦共享建設形式化、服務不到位、儀器使用率低等問題［12］提出了有針對性的對策建議，探索研究了大學資源開放、行業資源集聚、中介機構整合等管理模式［13］。

表5 2009～2014年科研儀器領域研究關鍵詞

（4）2015年至今研究熱點。表6顯示，科研儀器管理研究熱點向集約化、分類化、精細化方向發展。隨著2015年我國高等教育“雙一流”戰略實施，關于高校科研儀器管理研究熱度增強，涌現出一批關于高校科研儀器的分類考核、激勵機制、運行管理、共享平臺建設等方面的論文。同時，科研儀器開放共享的研究熱點也逐步由共享建設向共享服務方向發展，提出了大型儀器供需方雙向評價［14］以及“產-學-研-企”開放共享等新模式［15］。這個階段開放共享績效的定量分析逐漸增多，基于模型計算［16］、指標體系構建來分析共享效率的研究變得活躍。政府采購方式創新也是這一時期的研究熱點，主要涉及儀器設備采購管理效率和效果、購置預算和申購可行性論證、科研儀器設備采購和驗收［17-18］、進口儀器設備采購管理模式等主題。

表6 2015年至今科研儀器領域研究關鍵詞

3.3 前沿演進分析

研究前沿是在一段時期內對學科發展有突破性帶動作用的理論趨勢和新的研究主題，具有一定的突變性、動態性、流動性、活躍性和連貫性等特征。突變詞是指某些年份發表文獻中驟增的專業術語［19］，運用突變詞來識別研究前沿是較為常用的分析方法。CiteSpace采用Kleinberg突變檢測算法甄別突變詞，并通過突變強度和突變持續時間兩個指標進行表征。圖4顯示，具有突變特征的關鍵詞有12個，其中處于2009～2014年快速發展期的突變詞有7個，占全部突變詞的比例為58.3%。圖中可以直觀地看出研究前沿存在一個演變的過程，從早期研究關注于高校、科研儀器設備管理、管理創新、存在問題等方面，逐步發展到側重于開放共享、實驗教學以及政府采購等方面研究。特別是，在科研儀器開放共享方面研究，不僅突變持續時間長，而且突變強度大，表現出了較強的活躍性。2018年，國務院辦公廳印發了《關于推廣第二批支持創新相關改革舉措的通知》，其中指出“在全國范圍內形成以授權為基礎、市場化方式運營為核心的科研儀器開放共享機制”，可以預計未來一段時期市場化開放共享機制將是科研儀器領域研究的前沿重點。

圖4 1980-2018年科研儀器領域研究突變詞

4 結 語

綜合運用文獻計量分析和CiteSpace可視化分析工具，以1980～2018年發表在CNKI我國科研儀器領域的848篇論文為數據基礎，對近40年來我國科研儀器研究熱點和前沿進行知識圖譜分析。① 從時間分布看，我國科研儀器研究經歷了摸索期、積累期、爆發期和新一輪發展期4個階段，每個階段形成了不同的研究特點。②從作者分布看，形成了若干學者合作群體，但保持持續研究的學者數量較少，而且學者間合作的耦合度不高。③從研究機構看，主要分布在國家基礎平臺管理機構、大學相關學院及設備管理處以及部分研究院所。④從研究熱點和前沿的演變看，通過關鍵詞聚類和突變詞檢測分析，科研儀器的研究熱點和前沿研究，從最早的科研儀器引進管理到科研儀器共享建設，逐步發展到開放共享，市場化運營機制研究。