基于引文分析法的學(xué)科關(guān)聯(lián)性實(shí)證研究
——以H大學(xué)工程科學(xué)為例

周思佳

一、導(dǎo)言

學(xué)科是科學(xué)知識(shí)體系的及原結(jié)構(gòu)層次，是具有特定研究對(duì)象的科學(xué)知識(shí)分支體系。一門(mén)成熟的學(xué)科對(duì)應(yīng)一門(mén)“常規(guī)科學(xué)”，擁有其自身的研究范式。大學(xué)是由主體學(xué)科、主干學(xué)科、支撐學(xué)科和特色學(xué)科組成的體系［1］。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)高等教育學(xué)科體系是由一級(jí)學(xué)科、二級(jí)學(xué)科等組成，根據(jù)《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄（2018年版）》，目前國(guó)家共設(shè)置一級(jí)學(xué)科111個(gè)，人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、學(xué)位授予等均基于此學(xué)科建設(shè)體系開(kāi)展。然而隨著社會(huì)的發(fā)展，所呈現(xiàn)的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題日益表現(xiàn)出巨型化和復(fù)雜化，問(wèn)題解決的常常需要多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)融合、滲透。高校作為科研重鎮(zhèn)，也是以科學(xué)研究、人才培養(yǎng)等形式服務(wù)社會(huì)的重要主體，面對(duì)問(wèn)題的巨型化和復(fù)雜化，也需要對(duì)學(xué)科體系進(jìn)行適當(dāng)?shù)貎?yōu)化整合以更好地實(shí)現(xiàn)“問(wèn)題導(dǎo)向”。自2017年開(kāi)始，國(guó)家部委相繼頒布《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》《關(guān)于公布世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)高校及建設(shè)學(xué)科名單的通知》《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》等文件。這一系列文件和舉措，提出了“新工科”的概念，并從目標(biāo)、理念、結(jié)構(gòu)、模式、質(zhì)量和成果等方面提出了“六個(gè)更加”，開(kāi)拓了工程教育改革新路徑，為新工科建設(shè)定下新的更高的目標(biāo)和要求；正式確認(rèn)公布世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)高校及建設(shè)學(xué)科名單，要求高校要立足學(xué)校自身的辦學(xué)定位和發(fā)展規(guī)律，優(yōu)化學(xué)科布局，打破學(xué)科壁壘，整合學(xué)科資源，構(gòu)建起“核心—主體—支撐”的層次關(guān)系，促進(jìn)基礎(chǔ)學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科交叉融合，以期在前沿和交叉學(xué)科領(lǐng)域培育新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)［2］。由此可見(jiàn)，學(xué)科的交叉往往是新科學(xué)的生長(zhǎng)點(diǎn)和新的科學(xué)前沿，也最有可能產(chǎn)生新的科學(xué)突破［3］。學(xué)科交叉將是未來(lái)推動(dòng)高校學(xué)科建設(shè)的重要路徑之一。為此，近年來(lái)高校相繼成立創(chuàng)新型研究機(jī)構(gòu)，使之都具備以交叉學(xué)科研究為驅(qū)動(dòng)的核心關(guān)鍵要素［4］。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)院曾在2004年對(duì)交叉科學(xué)研究明確了定義：交叉科學(xué)研究是由團(tuán)隊(duì)或個(gè)人進(jìn)行研究的一種模式，它們把來(lái)自兩個(gè)以上的學(xué)科或者專業(yè)知識(shí)團(tuán)體的信息、數(shù)據(jù)、方法、工具、觀點(diǎn)、概念和理論融合起來(lái)，從根本上加深理解或解決那些超出單一學(xué)科范圍或研究實(shí)踐領(lǐng)域的問(wèn)題［5］。

然而，不同學(xué)科之間是否具有交叉的潛力？哪些學(xué)科之間最具有交叉的可能性？同樣幾個(gè)學(xué)科，在不同的高校背景下，交叉潛力是否一樣？高校作為學(xué)科建設(shè)主體，必須了解學(xué)校學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀，分析學(xué)校學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)情況，得出某一學(xué)科與其他學(xué)科的緊密程度和親緣關(guān)系，以推測(cè)學(xué)科間交叉、融合和發(fā)展的趨勢(shì)。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于學(xué)科之間關(guān)聯(lián)性的研究主要聚焦在不同的研究領(lǐng)域和不同的研究主體［6］。楊良斌［7］等人根據(jù)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的相關(guān)測(cè)度知識(shí)，提出了多學(xué)科度、專業(yè)度、學(xué)科交叉度和合作度四個(gè)指標(biāo)作為跨學(xué)科的測(cè)度指標(biāo)，并對(duì)Web Of Knowledge數(shù)據(jù)庫(kù)中SCI中的8個(gè)研究領(lǐng)域內(nèi)的文章、引文和作者機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)證研究，計(jì)算得出各研究領(lǐng)域的指標(biāo)數(shù)據(jù)，并給出各研究領(lǐng)域的主學(xué)科和第一客學(xué)科的學(xué)科類別及引文類交叉度。許海云［8］等人對(duì)學(xué)科交叉研究進(jìn)行了綜述，他們提出學(xué)科交叉性測(cè)度屬性有學(xué)科多樣性和學(xué)科聚合性兩大屬性，又分為豐富度、平衡性、差異度、核心—邊緣度、網(wǎng)絡(luò)分派度、網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)七個(gè)子屬性。徐迎迎［9］基于AVMS模型對(duì)圖書(shū)情報(bào)學(xué)有關(guān)學(xué)科交叉研究的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，得出學(xué)科交叉研究方法主要為引文分析、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析、共詞分析。林原［10］等人基于引文分析的視角，分析了當(dāng)代工程科學(xué)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部關(guān)系，得出了工程科學(xué)16個(gè)子學(xué)科的文獻(xiàn)互引狀況。魏海燕［11］、徐迎迎［12］、蔡璐［13］使用引文分析法，分別開(kāi)展了情報(bào)學(xué)、圖書(shū)情報(bào)學(xué)、高等教育學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)聯(lián)性研究。綜上，引文分析法已被廣泛、成熟地運(yùn)用于交叉學(xué)科關(guān)聯(lián)性的研究。

引文分析法首次首次應(yīng)用在1927年［14］，目前已被廣泛應(yīng)用于研究文獻(xiàn)利用規(guī)律、科學(xué)評(píng)價(jià)、科學(xué)預(yù)測(cè)和研究科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系等［15］。引文分析法可以通過(guò)多維角度來(lái)反映學(xué)科間的相互交叉、相互滲透，進(jìn)而有助于研究者們和高等院校打破傳統(tǒng)的學(xué)科分類界線，預(yù)測(cè)學(xué)科交叉方向、學(xué)科聚類群體和學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)［2］227。

二、研究對(duì)象與研究方法

1.研究對(duì)象

H大學(xué)是一所擁有百余年辦學(xué)歷史，以水利為特色、工科為主、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的教育部直屬高校。學(xué)校共有40個(gè)學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，覆蓋了哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、教育學(xué)、文學(xué)、理學(xué)、工學(xué)、農(nóng)學(xué)、管理學(xué)等9個(gè)學(xué)科門(mén)類，其中16個(gè)一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、37個(gè)一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、19個(gè)碩士專業(yè)學(xué)位類別授權(quán)點(diǎn)、63個(gè)本科專業(yè)。水利工程、環(huán)境科學(xué)與工程2個(gè)學(xué)科入圍一流學(xué)科建設(shè)名單，工程學(xué)、環(huán)境/生態(tài)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、地球科學(xué)5個(gè)學(xué)科進(jìn)入ESI世界排名前1%［16］。本研究擬以H大學(xué)工程科學(xué)為研究對(duì)象，分析工程科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)現(xiàn)狀，得出工程科學(xué)與其他學(xué)科發(fā)展的緊密程度和親緣關(guān)系，以推測(cè)學(xué)科間交叉、滲透和衍生的趨勢(shì)。

2.研究方法

2001年，湯森路透發(fā)布基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)（ESI），它作為衡量科學(xué)研究績(jī)效、跟蹤科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的基本分析評(píng)價(jià)工具，是當(dāng)今普遍用以評(píng)價(jià)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)國(guó)際學(xué)術(shù)水平及影響力的重要指標(biāo)，也是全球公認(rèn)的判斷學(xué)科發(fā)展水平的重要參照之一。ESI將其收錄的期刊按學(xué)科歸屬劃分為了包括工學(xué)（3）、生命科學(xué)（4）、社會(huì)科學(xué)（2）、理學(xué)（5）、農(nóng)學(xué)（2）、醫(yī)學(xué)（5）、其他（1）在內(nèi)的22種。本研究基于ESI分類方法展開(kāi)研究，采用引文分析法，以H大學(xué)首先進(jìn)入ESI前1%的工程科學(xué)為研究對(duì)象，選取近五年來(lái)（2014—2018年）以H大學(xué)為第一作者單位發(fā)表在ESI工程科學(xué)期刊上的文章，整理文章的所引論文、被引論文和論文所屬期刊歸屬的學(xué)科，引入學(xué)科影響度公式進(jìn)行分析。

三、數(shù)據(jù)采集、處理與分析

1.數(shù)據(jù)的采集

本研究選取2014—2018年美國(guó)科學(xué)信息研究所的基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)（ESI）中工程科學(xué)分類下的所有期刊中，以H大學(xué)為第一作者單位發(fā)表的所有文章（剔除非學(xué)術(shù)性文章等）；統(tǒng)計(jì)這些文章的參考文獻(xiàn)與引證文獻(xiàn)，剔除會(huì)議論文、書(shū)籍、年鑒、網(wǎng)頁(yè)鏈接、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等無(wú)法對(duì)其進(jìn)行學(xué)科分類的文獻(xiàn)資料，然后根據(jù)參考文獻(xiàn)和引證文獻(xiàn)所刊登的期刊，歸類到某一學(xué)科目錄下，整理分析H大學(xué)工程科學(xué)與其他學(xué)科的互引數(shù)據(jù)。

截止2018年底，ESI數(shù)據(jù)庫(kù)共收錄期刊11 727本，其中工程科學(xué)所屬期刊有856本。在ESI數(shù)據(jù)庫(kù)中，按照公式“so=（期刊名稱）and ad=hohai and py=2014-2018”，可以檢索得出發(fā)文單位為H大學(xué)的所有文章，再逐一剔除非學(xué)術(shù)性文章和非一作的文章，并整理出所有參考文獻(xiàn)和引證文獻(xiàn)，剔除會(huì)議論文、書(shū)籍、年鑒、網(wǎng)頁(yè)鏈接、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等資料后，根據(jù)資料所刊登的期刊，歸類到ESI所屬學(xué)科目錄下。

2.數(shù)據(jù)的處理

根據(jù)前文所述的數(shù)據(jù)采集方法，對(duì)ESI數(shù)據(jù)庫(kù)中所有歸屬于工程科學(xué)的期刊逐一進(jìn)行檢索，共檢索得到以H大學(xué)為作者單位的發(fā)文量為2 227篇，在剔除非學(xué)術(shù)性文章和非一作的文章后，以H大學(xué)為第一單位的文章有1 671篇。在856本期刊中，其中有484本期刊，H大學(xué)無(wú)一篇論文刊登。1 671篇論文共有參考文獻(xiàn)54 186篇，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)清洗（剔除會(huì)議論文、書(shū)籍、年鑒、網(wǎng)頁(yè)鏈接、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等），得到有效參考文獻(xiàn)35 445篇；引證文獻(xiàn)共有16 142篇，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)清洗（剔除會(huì)議論文、書(shū)籍、年鑒、網(wǎng)頁(yè)鏈接、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等），得到有效引證文獻(xiàn)14 443篇。發(fā)文量、參考文獻(xiàn)與引證文獻(xiàn)數(shù)量詳見(jiàn)表1，參考文獻(xiàn)、引證文獻(xiàn)對(duì)應(yīng)學(xué)科情況如表2、表3所示。

表1 2014—2018年期間工程科學(xué)期刊刊載論文、參考文獻(xiàn)及引證文獻(xiàn)數(shù)量

表2 2014—2018年期間工程科學(xué)期刊刊載論文參考文獻(xiàn)對(duì)應(yīng)學(xué)科情況一覽（篇）

表3 2014—2018年期間工程科學(xué)期刊刊載論文引證文獻(xiàn)對(duì)應(yīng)學(xué)科情況一覽（篇）

續(xù)表

3.數(shù)據(jù)的分析

對(duì)數(shù)據(jù)的分析引入基于學(xué)科引用的學(xué)科交叉測(cè)度指標(biāo)——學(xué)科影響度［12］。學(xué)科影響度是表征不同引用學(xué)科對(duì)種子學(xué)科的影響程度。在本研究中，工程科學(xué)即為種子學(xué)科。該指標(biāo)可以測(cè)量學(xué)科間的影響程度，進(jìn)而反映學(xué)科的交叉程度。學(xué)科影響度的測(cè)度公式為：

其中，Ai表示相關(guān)學(xué)科i對(duì)學(xué)科A的影響程度，τi表示學(xué)科i被學(xué)科A引用的知識(shí)量。本文用學(xué)科A引用相關(guān)學(xué)科的參考文獻(xiàn)數(shù)表示，∑τi表示學(xué)科A引用相關(guān)學(xué)科i的總知識(shí)量，即學(xué)科A引用的參考文獻(xiàn)數(shù)量總數(shù)。

（1）引文網(wǎng)絡(luò)分析。根據(jù)學(xué)科影響度公式進(jìn)行計(jì)算，得到引文網(wǎng)絡(luò)中各學(xué)科對(duì)工程科學(xué)的影響度，詳見(jiàn)表4。

表4 2014—2018年期間引文網(wǎng)絡(luò)中各學(xué)科對(duì)工程科學(xué)影響度（%）

續(xù)表

本研究根據(jù)學(xué)科影響度數(shù)值，將22種學(xué)科分為3類：學(xué)科影響度≥50%的為一級(jí)相關(guān)學(xué)科，1%＜學(xué)科影響度＜50%的為二級(jí)相關(guān)學(xué)科，1%≤學(xué)科影響度的為三級(jí)相關(guān)學(xué)科，學(xué)科影響度為0的不參與分類。則引文網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)學(xué)科影響度數(shù)值劃分的工程科學(xué)與包括自身在內(nèi)的22種學(xué)科類別的情況，詳見(jiàn)表5。

（2）被引網(wǎng)絡(luò)分析。根據(jù)學(xué)科影響度公式進(jìn)行計(jì)算，得到被引網(wǎng)絡(luò)中工程科學(xué)對(duì)各學(xué)科的影響度，詳見(jiàn)表6。

表6 2014—2018年期間被引網(wǎng)絡(luò)中工程科學(xué)對(duì)各學(xué)科影響度（%）

表5 2014—2018年期間引文網(wǎng)絡(luò)中與工程科學(xué)的相關(guān)學(xué)科

續(xù)表

本研究根據(jù)學(xué)科影響度數(shù)值，將22種學(xué)科分為三類：學(xué)科影響度≥50%的為一級(jí)相關(guān)學(xué)科，1%＜學(xué)科影響度＜50%的為二級(jí)相關(guān)學(xué)科，1%≤學(xué)科影響度的為三級(jí)相關(guān)學(xué)科，學(xué)科影響度為0的不參與分類。則被引網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)學(xué)科影響度數(shù)值劃分的工程科學(xué)與包括自身在內(nèi)的22種學(xué)科類別的情況，詳見(jiàn)表7。

表7 2014—2018年期間被引網(wǎng)絡(luò)中與工程科學(xué)的相關(guān)學(xué)科

續(xù)表

四、結(jié)論與討論

根據(jù)表4和表5的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，2014—2018年期間，在引文網(wǎng)絡(luò)中：（1）工程科學(xué)的自引率幾乎穩(wěn)定在50%以上，工程科學(xué)是支撐其發(fā)展的主要學(xué)科；（2）不同年份引文網(wǎng)絡(luò)的二級(jí)學(xué)科不盡相同，但是環(huán)境/生態(tài)學(xué)、地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)在不同年度都與工程科學(xué)產(chǎn)生了較強(qiáng)的學(xué)科關(guān)聯(lián)，在一定程度上推動(dòng)了工程科學(xué)的學(xué)科發(fā)展；（3）在三級(jí)學(xué)科當(dāng)中，分子生物與遺傳學(xué)、空間科學(xué)與免疫學(xué)，在2014年度時(shí)學(xué)科影響度為0，但隨著學(xué)科的發(fā)展，學(xué)科影響度數(shù)值都實(shí)現(xiàn)了零的突破，體現(xiàn)了工程科學(xué)正逐步受到越來(lái)越多學(xué)科的助力。

根據(jù)表6和表7的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，2014—2018年期間，在被引網(wǎng)絡(luò)中：（1）工程科學(xué)的自引率在60%附近，工程科學(xué)是推動(dòng)其發(fā)展的主要學(xué)科；（2）不同年份被引網(wǎng)絡(luò)的二級(jí)學(xué)科表現(xiàn)出了極強(qiáng)的相同性，僅在2014年度就有8個(gè)學(xué)科，其余年份均為環(huán)境/生態(tài)學(xué)、地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)，在一定程度上工程科學(xué)推動(dòng)了這些學(xué)科的發(fā)展；（3）分子生物與遺傳學(xué)、免疫學(xué)與精神病學(xué)／心理學(xué)這三個(gè)學(xué)科的學(xué)科影響度始終為0，工程科學(xué)對(duì)這三個(gè)學(xué)科的學(xué)科發(fā)展目前尚無(wú)任何助力。

綜合分析引文網(wǎng)絡(luò)與被引網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)：（1）工程科學(xué)是支撐其自身發(fā)展的主要學(xué)科，不論是引文網(wǎng)絡(luò)還是被引網(wǎng)絡(luò)中，工程科學(xué)的學(xué)科自引率始終保持在50%以上；（2）環(huán)境/生態(tài)學(xué)、地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)這7個(gè)學(xué)科，與工程科學(xué)互生互長(zhǎng)，他們是推動(dòng)工程科學(xué)學(xué)科發(fā)展的次要學(xué)科，同時(shí)工程科學(xué)在這7個(gè)學(xué)科發(fā)展的過(guò)程中也發(fā)揮了助力作用；（3）工程科學(xué)的發(fā)展吸納了全部22個(gè)學(xué)科的學(xué)科知識(shí)，而工程科學(xué)對(duì)于其他學(xué)科發(fā)展的助力范圍則略窄，對(duì)分子生物與遺傳學(xué)、免疫學(xué)與精神病學(xué)／心理學(xué)這三個(gè)學(xué)科的發(fā)展無(wú)影響。

基于ESI數(shù)據(jù)庫(kù)中工程科學(xué)的引文網(wǎng)絡(luò)與被引網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)結(jié)果，分析的學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性結(jié)論，對(duì)高校的交叉學(xué)科建設(shè)提出構(gòu)建三層級(jí)交叉學(xué)科建設(shè)與管理建議：

一是夯實(shí)基礎(chǔ)，重視優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)。優(yōu)勢(shì)學(xué)科是高校學(xué)科建設(shè)的立根之本。從前文的研究中可以看出，優(yōu)勢(shì)學(xué)科是推動(dòng)其自身發(fā)展的主力軍，同時(shí)其與其他所有學(xué)科都產(chǎn)生了交叉關(guān)聯(lián)?？梢?jiàn)，優(yōu)勢(shì)學(xué)科是自發(fā)展的沃土，也是交叉學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，高校需重視優(yōu)勢(shì)學(xué)科的建設(shè)，只有優(yōu)勢(shì)學(xué)科的強(qiáng)大才可為學(xué)科之間的交叉提供可能性。

二是挖掘潛力，關(guān)注傳統(tǒng)學(xué)科交叉。在所有的學(xué)科門(mén)類中，有部分學(xué)科已經(jīng)與優(yōu)勢(shì)學(xué)科產(chǎn)生了一定的關(guān)聯(lián)性。以本研究的研究對(duì)象而言，這些學(xué)科幾乎涵蓋了學(xué)校的傳統(tǒng)學(xué)科門(mén)類。因此，這些是未來(lái)高校學(xué)科交叉建設(shè)的潛力股，須進(jìn)一步加強(qiáng)潛力挖掘，以期成為高校學(xué)科交叉的增長(zhǎng)點(diǎn)。

三是力爭(zhēng)破零，注重弱勢(shì)學(xué)科協(xié)同。在研究中發(fā)現(xiàn)，還有部分學(xué)科門(mén)類與優(yōu)勢(shì)學(xué)科的關(guān)聯(lián)性非常微弱，甚至為零，這些學(xué)科是交叉學(xué)科建設(shè)可待開(kāi)墾的新土壤。高校在這些學(xué)科的建設(shè)方面能力較弱，可考慮采用與其他高?；蚩蒲性核_(kāi)展協(xié)同合作，在合作中逐步探尋學(xué)科交叉的切入點(diǎn)，以期突破弱勢(shì)學(xué)科發(fā)展之瓶頸。