基于InCites和ESI的學科布局及新興交叉學科領域分析

摘要：為推進“雙一流”學科建設的高質量發展，高校需積極挖掘新興交叉學科領域，不斷調整和優化學科布局。文章基于InCites和ESI數據庫，以北京化工大學為例，從科研生產力、科研影響力、ESI學科和全球合作情況分析了學科布局現狀；并根據ESI研究前沿的學科交叉數據，探究了新興交叉學科的特征，對該校未來學科交叉發展進行了分析。結果表明，北京化工大學未來學科交叉布局應發揮材料、化工和化學學科的交叉優勢，提升環境/生態、地球科學學科交叉力度，并挖掘計算機、醫藥類學科的交叉潛力。

關鍵詞：InCites；ESI研究前沿；學科交叉

中圖分類號：G250.2 文獻標志碼：A文獻標志碼

0 引言

學科建設是大學發展的基礎，一流學科是一流大學和高等教育發展水平的重要標志。隨著“雙一流”建設的啟動，國家要求高校把學科建設放在突出位置，鼓勵發展新興學科、交叉學科。2021年，國務院更是將交叉學科設置為單獨的學科門類。可見，國家對高校學科建設及交叉學科發展十分重視。近年來，許多學者不斷加大對高校學科布局的研究，涉及布局邏輯內涵的解讀［1］、布局思路的設計［2］、布局演化的分析［3］，對國外大學學科布局的借鑒［4］，根據世界大學和學科排名，對大學學科布局進行計量分析［5］，利用Scopus數據庫進行高校學科布局比較分析［6］。尤其在交叉學科研究上，有針對單一學科領域的交叉研究，如數學學科領域交叉程度的研究，通過分析參考文獻所屬期刊的學科類別分析數學學科交叉情況［7］；食品學科交叉競爭力研究，借助SciVal對期刊進行聚類分析學科交叉情況［8］；基于WoS數據的醫學信息學學科交叉發展態勢研究，利用VOSviewer學科疊加分析學科交叉程度［9］。近期，陳紅麗等［10］、袁潤等［11］基于ESI研究前沿對整體學科交叉宏觀態勢進行了分析，通過對同一期的不同學科研究前沿的比對，揭示學科交叉現象。ESI研究前沿是基于高被引論文共被引聚類得到的文獻簇，揭示了不同學科領域研究者在探究相關的科學問題時產生的關聯。

但關于高校交叉學科分析研究，由于學科分類方法尚不明確，學科交叉性難以審查評價，數據分析源有一定局限性，相關評價研究仍存在一定挑戰［12］。

ESI和InCites是重要的科研學術評價工具，主要用于科研績效評價［13-15］，以及學科競爭力和發展潛力分析［16-19］，能全面揭示分析高校的學科發展現狀和學科競爭力。每個學科的研究前沿，可能由同一學科或不同學科的論文組成，不同學科論文組成的研究前沿，反映了學科交叉現象，通過研究前沿中不同學科論文的構成，可分析出交叉學科的融合情況。同時，ESI研究前沿代表了世界科研創新的最前端，通過研究前沿的學科交叉分析，能夠展現未來學科交叉的發展趨勢，引領各學科交叉的未來方向。本文基于ESI和InCites數據來源以及ESI研究前沿聚類交叉情況，對北京化工大學（簡稱北化）學科布局和前沿交叉學科領域進行分析，以期為培育北化新興交叉學科布局提供客觀依據，同時為其他高校的學科布局發展提供借鑒和參考。

1 數據來源及研究方法

1.1 數據來源

本文數據來源于InCites和ESI數據庫，檢索時間為2021年12月，文獻類型為Article和Review，研究對象為北京化工大學，學科產出研究范圍為2016—2020年的InCites數據，并基于教育部學科分類體系。學科前沿交叉研究數據范圍為北京化工大學各學科參與的ESI研究前沿集合。

1.2 分析方法

本文基于ESI研究前沿聚類對新興交叉學科進行分析。研究前沿（Research Fronts）：是一組高被引論文，通過聚類分析確定的核心論文。論文之間的共被引關系表明這些論文具有一定的相關性，通過聚類分析方法測度高被引論文之間的共被引關系而形成高被引論文的聚類，再通過對聚類中論文題目的分析形成相應的研究前沿［20］。ESI研究前沿是由“核心論文”組成的聚類，是被引次數都位于前1%的高被引論文，論文質量高，被引用數據量大，能夠代表具體某一學科發展的基礎數據。前沿集合中，出現的學科種類越多，說明學科交叉范圍越廣。

學科交叉程度采用Session ID關系分析方法［20］獲得，以學科之間交叉出現的頻次作為學科交叉程度的反映。王璐等［21］在基于論文產出的學科交叉測度方法中，也指出某學科前沿論文中跨學科的論文篇數越多，該學科的交叉指數越高。

2 學科布局現狀

北京化工大學的學科種類多樣，覆蓋面廣，涉及5個學科大類［3］，包括自然科學、應用科學、社會科學、人文藝術和醫學。現有21個一級碩士點，2個二級碩士點。

2.1 學科論文產出

利用InCites檢索與分析平臺，統計北化2016—2020年各學科Web of Science論文產出情況（見表1）。分析發現：北京化工大學的學科產出以理工為主。自然科學方面，化學學科發表SCI論文最多，達6 114篇，其次是物理學（1 665篇）；應用科學方面，材料科學與工程表現突出，發表SCI論文3 387篇，化學工程與技術發文1 805篇，環境科學與工程和計算機科學與技術也表現不俗，發表SCI論文分別為1 106篇和792篇；社會科學方面，管理學（包括法學、工商管理、公共管理）3個學科發表論文600余篇；藥學發表論文200余篇；人文藝術方面發表論文較少，還有待進一步提升。研究中發現，化學、材料科學與工程、化學工程與技術、環境科學與工程發文呈增加趨勢，而且增速較快；物理學、計算機科學與技術增長幅度不大；機械、自動化各學科發展比較平緩；社會科學和人文藝術類學科發展不穩定，有下降趨勢。

2.2 學科論文影響力

論文的被引用情況是反映該論文影響力的重要指標。利用InCites檢索與分析平臺，統計北化2016—2020年各學科Web of Science論文被引用情況。各學科發表論文的被引頻次、論文被引用百分比和學科規范化引文影響力，如表2所示。被引用頻次方面，化學學科最高，達10萬余次，其次是材料科學與工程，被引頻次7萬余次，物理學、化學工程與技術、環境科學與工程分列3～5位。論文被引用百分比方面，排在第1位的是安全科學與工程，被引用率超過90%，為91.89%;化學排名第2，為89.25%;其他依次為材料科學與工程88.57%，化學工程與技術86.54%，物理學85.11%。在學科規范化引文影響力上，物理學和材料科學與工程位于前1、2位，分別為2.05和1.89，3～5位依次為安全科學與工程、環境科學與工程和化學。在科研影響力上，北京化工大學理科和工科具有強勁的競爭力，管理學、法學、哲學、醫學等學科有待提升。

2.3 ESI學科

北化5個學科進入ESI學科全球前1%，分別是化學、材料科學、工程學、生物學與生物化學、環境/生態學，如表3所示。論文總數和被引次數最高的是化學學科，其高被引論文占全校總數1/3以上，其次是材料科學學科，高被引論文占全校總數1/4以上。

2.4 全球合作情況

合作情況主要以合作論文數和百分比進行表征，可以看出高校科研成果是否與國際接軌，進一步挖掘合作伙伴，也能從側面反映合作與學科交叉之間的聯系。各學科主要合作情況，如表4所示。整體上看，國內合作要多于國際合作，在國際合作上，化學學科論文數量最多，接下來依次是材料科學與工程、物理學、化學工程與技術和環境科學與工程；合作百分比最大的是哲學，其次是生物工程。國內合作方面，前5位論文數量排名同國際一致，合作論文百分比上，排在第1、2位的分別為安全科學與工程和法學。各學科國際合作百分比范圍為12.16%～31.82%，國內合作百分比范圍為22.73%～55.41%，多數學科合作百分比在40%以上。從各學科的合作論文情況可以看出，北京化工大學同國內國際合作活躍，有發展交叉學科的潛力。

3 ESI研究前沿學科交叉情況

以北化TOP論文參與的106個含學科交叉的ESI國際研究前沿為數據集合。表5列出了北化各學科參與ESI研究前沿的學科交叉情況，展示了北京化工大學各學科參與研究前沿而形成集合的交叉學科構成，北化有12個學科參與了ESI研究前沿的學科交叉。根據研究前沿聚類分析方法和Session ID關系分析原則，前沿集合中，學科種類出現越多，說明學科交叉范圍越廣，兩個學科之間出現頻次越多，學科交叉程度越高。可以看出，北化的材料學科和工程學科分別與其他學科交叉范圍最廣，所在前沿的交叉學科達到8個，與材料學科交叉的學科包括：化學、工程、環境/生態、物理、地球科學、生物/生物化學、臨床醫學、藥理與毒物，其中與化學和物理的交叉程度較高；工程學的交叉學科分別為化學、環境/生態、地球科學、計算機、數學、農業、社會科學和經濟商業，交叉度高的是地球科學和化學。化學學科分別與材料科學、工程學科、環境/生態學、物理、臨床醫學和生物/生物化學6個學科發生了交叉，其中與材料學科交叉度比較高；環境/生態學與5個學科發生交叉，與地球科學交叉緊密；地球科學與5個學科發生交叉，但交叉度不高；物理學與化學、材料交叉，交叉度較高；計算機科學易與工程學發生交叉；臨床醫學易與分子生物/基因發生交叉；微生物學與生物/生物化學，藥理/毒物與臨床醫學、生物/生物化學，精神心理與社會科學、經濟商業，以及多學科與化學、材料、物理也都發生了交叉。

在多學科的整體交叉上，化學、材料、物理3個學科整體的交叉度比較高，3個學科易于融合交叉，同袁潤等［11］利用 ESI研究前沿數據得到的整體學科交叉結果一致；工程學科與地球科學、化學3個學科整體上交叉強烈。

4 新興交叉學科布局分析

基于ESI和InCites數據庫，依據ESI研究前沿的學科交叉情況，結合Session ID關系，對北京化工大學的學科發展和新興交叉學科布局進行分析總結，為學校未來的學科布局方向提供參考。

4.1 整體學科發展現狀分析

北化在學科布局上突出專業特色，理科和工科具有強勁的科研影響力，但還存在學科發展不全面、不平衡，一般應用領域和社會科學領域的表現活躍度較低的情況，管理學、經濟學、法學、哲學、醫學等學科影響力有待提升。

4.2 優勢交叉學科分析

北化的工程學、化學、材料和環境/生態學在學科發展和交叉學科建設中已經得到很好的發展，參與國際前沿研究的活躍度高，表現出了北化在這些學科上的優勢。其中，工程學學科為學校成熟、專業化強度最高的易交叉學科；化學、材料學科交叉廣度較大，具有良好的交叉程度提升空間；環境/生態學在研究前沿中與多個學科交叉程度高，這些學科可作為北化持續關注的重點交叉學科。

4.3 潛力交叉學科分析

計算機科學、藥理學與毒物學具有一定的研究前沿學科交叉數量，是北化參與國際前沿研究的潛力學科，值得學校給予重點關注，尤其要發揮計算機科學在新興學科交叉的作用。這與學校計算機科學新進入ESI前1%的排名情況相吻合，同時，北化童貽剛教授課題組在抗冠狀病毒研究上處于領先地位，帶動了北京化工大學在藥理/毒物和臨床醫學的發展。北化這兩個學科發展迅速，很容易與其他學科發生交叉，產生創新成果，具有很好的交叉潛力。

4.4 一般交叉學科分析

物理、多學科、微生物、地球科學、精神/心理和臨床醫學，交叉前沿數量較少，還有待加強，其中物理和地球科學這兩個學科有很大的學科交叉提升空間。另外，在學科交叉集合中發現存在文理交叉現象，經濟/商業學科與工程學、計算機科學和臨床等理工醫學科可以產生交叉，社會科學與工程學、地球科學等理工學科發生了交叉，這給高校文理之間的學科交叉提供了新的思路。

5 結語

本文以北京化工大學為例，通過科研生產力、科研影響力、ESI學科和全球合作情況分析了學科布局現狀。在科研論文產出上，化學、材料科學與工程、化學工程與技術、環境科學與工程發文呈增加趨勢，而且增速較快；物理學、計算機科學與技術增長幅度不大；機械、自動化各學科發展比較平緩。在科研影響力上，北化理科和工科具有強勁的競爭力，管理學、法學、哲學、醫學等學科有待提升。北化同國內國際合作活躍，各學科國際合作百分比范圍為12.16%～31.82%，國內合作百分比范圍為22.73%～55.41%，多數學科合作百分比在40%以上。

在了解學科布局現狀的基礎上，基于研究前沿聚類，結合Session ID關系，對北化新興交叉學科進行了探究，分析了學科交叉的程度以及潛力。建議北化應充分發揮現有工程學科前沿研究的活躍度和學科交叉優勢，進一步引領該學科在全球的前沿交叉發展；利用化學、材料學科全球前沿研究參與度的優勢，提升學校整體各學科交叉優勢；鼓勵本校的生物/生物化學、微生物學、臨床醫學、藥理/毒物學等相對薄弱學科，與本校的理工強勢學科融合，實現理工農醫學科協同交叉發展；利用計算機科學學科的迅速發展的優勢，促進新興交叉學科的發展。各學科負責人對照自身學科現狀，積極調整科研策略，提升自身實力，積極尋求與世界高水平研究機構合作，加快學科發展速度；積極推進校內合作，加強未參與學科的交叉布局，提升學校的整體及交叉學科發展實力；加大低活躍度學科建設的投入力度，為學科建設提供廣闊的發展平臺和有力支持，促進學科均衡發展；同時，重視多學科的交叉、融合，推進跨領域協同創新，促進重大成果產生，進一步提升學科競爭力。通過對ESI研究前沿學科交叉的分析，為高校學科布局和新興交叉學科探索提供有益參考。

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（編輯 李春燕）