國內(nèi)實驗室安全教育研究的特征與熱點
——基于CiteSpace的可視化分析

鄭前進(jìn)

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）教務(wù)處，北京 100083）

0 引言

實驗室安全是高校開展實驗教學(xué)和科學(xué)研究的基礎(chǔ)和保障，實驗室安全教育是實驗室安全工作的長效舉措。長期以來，廣大研究者對實驗室安全教育的路徑和策略等各方面開展了大量研究，取得了許多有價值的研究成果。但是鮮有學(xué)者專門對實驗室安全教育研究進(jìn)行系統(tǒng)的梳理、統(tǒng)計和歸納。因此，有必要采用文獻(xiàn)計量與可視化分析相結(jié)合方法，對近20 年來發(fā)表的有關(guān)實驗室安全教育研究文獻(xiàn)進(jìn)行全面、系統(tǒng)梳理和分析，直觀呈現(xiàn)該領(lǐng)域的研究特征和熱點，為今后的相關(guān)研究工作和管理實踐提供借鑒和參考。

1 研究設(shè)計

1.1 研究數(shù)據(jù)

以中國知網(wǎng)（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）期刊數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)檢索源，檢索條件如下：①主題為“實驗室安全教育”；②時間范圍為2004 ～2022 年；③來源期刊類別勾選“全部期刊”。檢索時間是2022 年4 月15 日。初步檢索得到500 篇中文文獻(xiàn)。經(jīng)逐篇核對，人工剔除書評、無作者機構(gòu)、無關(guān)鍵詞等7 篇，最終得到493 篇有效文獻(xiàn)。按照Refworks文獻(xiàn)格式導(dǎo)出軟件分析所需數(shù)據(jù)txt文本，同步導(dǎo)出文獻(xiàn)明細(xì)xls表格。

1.2 研究方法

采用文獻(xiàn)計量和科學(xué)知識圖譜信息可視化相結(jié)合方法開展實驗室安全教育研究的特征與熱點分析。應(yīng)用EXCEL 和可視化軟件CiteSpace（版本號：5.8.R3c），從文獻(xiàn)產(chǎn)出、基金支持、文獻(xiàn)被引、來源期刊、研究作者和發(fā)文機構(gòu)等方面進(jìn)行統(tǒng)計與分析，全維度了解實驗室安全教育的研究現(xiàn)狀和基本特征。應(yīng)用CiteSpace繪制生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)和聚類等圖譜，分析圖譜表征信息，并結(jié)合文獻(xiàn)深度閱讀，探究實驗室安全教育的研究熱點。CiteSpace是美國德雷賽爾（Drexel）大學(xué)教授陳超美博士［1］研究團(tuán)隊基于JAVA 語言開發(fā)，主要用于分析和挖掘科研文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，分析其研究熱點和演進(jìn)趨勢，被廣泛運用于科研文獻(xiàn)計量領(lǐng)域。

1.3 參數(shù)設(shè)置

應(yīng)用CiteSpace繪制相關(guān)圖譜的參數(shù)，經(jīng)反復(fù)測設(shè)和效果對比，確定統(tǒng)一設(shè)置如下：①時區(qū)分割（Time Slicing）的時間跨度為2004 年1 月至2022 年4 月，單個時區(qū)長度（Years Per Slice）為2；②數(shù)據(jù)篩選策略（Selection Criteria），采用G-index（g指數(shù)）方法設(shè)定閾值抽取數(shù)據(jù)，g指數(shù)參數(shù)k＝100；③網(wǎng)絡(luò)裁剪（Pruning）方法選擇尋徑網(wǎng)絡(luò)法（Pathfinder），裁剪策略為裁剪單個切片的網(wǎng)絡(luò)（Pruning sliced networks）；④節(jié)點（Node Types）在繪制分析時對應(yīng)勾選作者（Author）、或機構(gòu)（Institution）、或期刊（Source）、或關(guān)鍵詞（Keyword）；⑤其他設(shè)置保持默認(rèn)。

2 研究特征

2.1 文獻(xiàn)產(chǎn)出特征分布

實驗室安全教育研究文獻(xiàn)產(chǎn)出年度分布情況如圖1 所示，整體呈穩(wěn)步增長態(tài)勢。具體可劃分為3 個階段：第1 階段（2004 ～2006 年）為初步探索期，發(fā)文量極少；第2 階段（2007 ～2014 年）為穩(wěn)步增長期，年均產(chǎn)出13 篇；第3 階段（2015 年至今）為快速發(fā)展期，增量明顯，增速較快，2021 年達(dá)到88 篇，這與近年來教育部多次發(fā)文要求做好實驗室安全工作的政策導(dǎo)向有關(guān)。另外，擬合指數(shù)預(yù)測曲線后顯示，從2007 年開始，每年發(fā)文量均達(dá)到或超過了指數(shù)預(yù)測線，可以預(yù)見實驗室安全教育研究仍將呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。

需要關(guān)注的是，在產(chǎn)出數(shù)量逐年快速增長的情況下，產(chǎn)出質(zhì)量未能呈現(xiàn)同步發(fā)展趨勢。圖1 顯示，核心文獻(xiàn)產(chǎn)出始于2007 年，累計141 篇，在發(fā)文量中占比28.6%，2008 ～2015 年間屬高位波動產(chǎn)出階段，2009年占比達(dá)50%，是歷史最高值。2015 年后，隨著發(fā)文量的大幅增加，核心文獻(xiàn)占比下探至26.3%的年均水平并趨于穩(wěn)定。

2.2 基金支持特征分布

針對樣本數(shù)據(jù)493 篇文獻(xiàn)的基金支持情況進(jìn)行了量化統(tǒng)計，結(jié)果如圖2 所示。59.6%的文獻(xiàn)得到了基金資助，2014 年達(dá)到峰值76.5%，之后占比情況呈高位平穩(wěn)趨勢。在有基金支持的產(chǎn)出文獻(xiàn)中，屬多個基金資助情況占比41.8%，其中2 篇文獻(xiàn)的支持基金數(shù)多達(dá)7 項?；鸬拇罅χС?，助力實驗室安全教育研究成果的快速增長產(chǎn)出。

2.3 文獻(xiàn)被引特征分布

文獻(xiàn)被引頻次體現(xiàn)了文獻(xiàn)的質(zhì)量、影響力，高頻被引文獻(xiàn)和發(fā)表時間較早文獻(xiàn)可以一定程度上代表了研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識點［2］。基于CNKI提供的文獻(xiàn)信息，整理統(tǒng)計得出文獻(xiàn)被引頻次和下載量如圖3所示，平均被引頻次呈穩(wěn)步下降態(tài)勢，平均下載量在整體下降趨勢中小幅波動。從高頻被引文獻(xiàn)表1 中可以看出，“加強安全教育是保障高校實驗室安全的關(guān)鍵”被引頻次最高（232次），下載量居第二（2179次），說明該文在實驗室安全教育研究領(lǐng)域起著基礎(chǔ)性的重要作用。

表1 高頻被引文獻(xiàn)（排序前9）

圖3 文獻(xiàn)年平均被引頻次和年平均下載量分布

2.4 來源期刊特征分布

對樣本文獻(xiàn)的期刊來源進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示：隨著實驗室安全教育研究文獻(xiàn)的不斷增加，載文期刊逐漸增多。493 篇文獻(xiàn)刊載在176 種不同的期刊上，平均刊載量2.8 篇以上的期刊22 種，其中載文量10篇以上期刊有9 種（5.1%）（見表2），合計載文量220篇（40%）。核心期刊《實驗技術(shù)與管理》和《實驗室研究與探索》是實驗室建設(shè)、安全管理、實驗教學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的高質(zhì)量期刊，刊載量分別位列一、二，合計占比24.5%，說明實驗室安全教育學(xué)術(shù)質(zhì)量達(dá)到一定深度。

表2 高量刊載文獻(xiàn)期刊（載文量》10 篇）

2.5 研究作者特征分布

基本概況。從參與作者的維度統(tǒng)計看，493 篇文獻(xiàn)共涉及708 位作者，其中14.4%的作者發(fā)文多篇，發(fā)文量最多的是韓山師范學(xué)院黃俊生（7 篇）和天津理工大學(xué)王曉艷（7 篇）。從第一作者的維度統(tǒng)計看，493篇文獻(xiàn)第一作者共有455 人，發(fā)文多篇作者33 人（7.3%），發(fā)文量最多的是韓山師范學(xué)院黃俊生（4篇）。兩個維度的統(tǒng)計結(jié)果均說明：研究人員間成果產(chǎn)出差距不大，整體呈分散狀態(tài)，大部分研究人員的研究工作缺乏持續(xù)性和長期性。

核心作者。根據(jù)普萊斯提出的核心作者計算公式MP＝0.749（NPmax）1／2（NPmax為最高產(chǎn)作者的發(fā)文數(shù)量），發(fā)文量在MP篇以上作者為核心作者，當(dāng)核心作者發(fā)文量占發(fā)文總量的比例達(dá)50%時，可認(rèn)為該研究領(lǐng)域形成核心作者群［3］。已統(tǒng)計顯示NPmax＝4（按第一作者維度），代入公式計算取整MP＝2，多篇論文作者即為核心作者共有33 位，合計發(fā)文量占樣本文獻(xiàn)量的比例是14.4%，很顯然，在實驗室安全教育研究領(lǐng)域未形成核心作者群。

作者合作。應(yīng)用CiteSpace 生成作者合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜（見圖4），圖中一個節(jié)點代表一位作者，節(jié)點和字體大小均表示作者發(fā)文量多少，節(jié)點之間的連線代表合作關(guān)系，連線粗細(xì)程度表示合作強度（合作發(fā)文量多少），線條顏色與上方年份相對應(yīng)。由圖4 可以看出，作者間的合作較為普遍，形成了許多合作團(tuán)體。但是，這些團(tuán)體之間的關(guān)聯(lián)連線較少，表示合作稀疏，外部網(wǎng)狀聯(lián)系較弱。作者數(shù)據(jù)經(jīng)EXCEL 統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，493篇文獻(xiàn)中，合作發(fā)文所占比例達(dá)78.5%，其中多達(dá)92%的合作發(fā)文量為單位內(nèi)部合作形式，僅8%是單位之間合作發(fā)文情況，與圖4 所呈現(xiàn)的作者合作關(guān)系特征相一致。

圖4 作者合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜

2.6 發(fā)文機構(gòu)特征分布

對樣本文獻(xiàn)的發(fā)文機構(gòu)按照保留一級名稱和取第一作者所屬機構(gòu)名稱的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，后經(jīng)統(tǒng)計，493 篇文獻(xiàn)產(chǎn)自280 個單位，主要研究力量集中在高校，整體比較分散。發(fā)文量在7 篇（含）以上的單位共有9 個（見表3），均為高校研究機構(gòu)，5 所中國頂尖一流大學(xué)名列其中。文獻(xiàn)產(chǎn)出最多的是首都醫(yī)科大學(xué)12 篇，該校有眾多全國聞名的附屬醫(yī)院，在實驗室的生物安全教育研究領(lǐng)域發(fā)揮著一定主導(dǎo)作用。清華大學(xué)發(fā)文量9 篇位居第四，文獻(xiàn)平均被引頻次在高產(chǎn)文獻(xiàn)機構(gòu)中排第一，被引頻次最高文獻(xiàn)也產(chǎn)自該校，在實驗室安全管理和安全教育研究領(lǐng)域處于基礎(chǔ)核心地位。

3 研究熱點

關(guān)鍵詞是一篇文獻(xiàn)的重要組成部分，是其核心內(nèi)容的高度概括和凝練。某種程度上來說，對關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計與分析，可以從中窺見研究領(lǐng)域主要研究方向和熱點話題。使用CiteSpace 軟件繪制生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜見圖5，圖中節(jié)點大小表示關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，節(jié)點越大，頻次越高；連線粗細(xì)表示關(guān)鍵詞的共現(xiàn)關(guān)系（即在同一篇文獻(xiàn)中出現(xiàn)的次數(shù)），連線越粗，共現(xiàn)關(guān)系越強?？梢钥闯?，實驗室安全教育研究的熱點分布廣泛，涉及安全管理、考試系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)+、教學(xué)模式、課程體系等。

圖5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

在圖5 基礎(chǔ)上，生成整理得到頻次為7 以上的高頻關(guān)鍵詞如表4 所示，高中介中心性（≥0.1）關(guān)鍵詞有3 個，前兩位是“安全教育”（1.06）和“實驗室”（0.47），均為檢索詞內(nèi)含詞，“安全管理”（0.25）位列第三，說明在實驗室安全教育研究中，“安全管理”是研究的重點，也是研究的“樞紐”。

表4 高頻關(guān)鍵詞（頻次7 以上）

對圖5 進(jìn)行聚類，并采用LLR對數(shù)極大似然率算法提取聚類標(biāo)簽，其聚類模塊值（ModularityQ，簡稱Q值）為0.683 ＞0.3，平均輪廓值（Mean Silhouette，簡稱S值）為0.9383 ＞0.7，表示聚類結(jié)構(gòu)顯著，聚類效果良好［4］，進(jìn)一步生成整理得到聚類信息如表5 所示，從中對比看出，一半聚類標(biāo)簽名稱為高頻關(guān)鍵詞。

表5 2014-2022 年實驗室安全教育研究關(guān)鍵詞聚類

表4 和表5 這些詞在一定程度上反映了實驗室安全教育的研究熱點，進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)及全部核心文獻(xiàn)的二次深讀，可以總結(jié)歸納得到實驗室安全教育研究熱點為以下5 方面。

（1）實驗室安全教育意義認(rèn)識。正確認(rèn)識實驗室安全教育的意義，是重視和加強實驗室安全教育工作的前提。實驗室安全教育是實驗室安全管理工作的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容［5］，是落實實驗室安全源頭管理的關(guān)鍵措施［6］。研究發(fā)現(xiàn)，88%以上的實驗室安全事故是由于人的不安全動作引起［7］，通過安全教育，可以增加個體的安全知識、提高安全意識、養(yǎng)成安全習(xí)慣等，改善個體的不安全動作，減少和避免實驗室安全事故的發(fā)生［8］。教育的根本任務(wù)是立德樹人，安全教育也是立德樹人的過程，其深層次的教育目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生能敬畏生命、勇?lián)?zé)任、遵守規(guī)則，樹立正確的安全道德價值觀［9］，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)、工作和生活等方面終身受益。

（2）實驗室安全教育體系構(gòu)建。系統(tǒng)、科學(xué)的實驗室安全教育體系是確保實驗室安全的有效手段和長效機制，備受研究人員廣泛關(guān)注，黃凱［10］闡述了北京大學(xué)符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的大安全教育體系的構(gòu)建實踐；顧昊等［11］探討了契合“針對性、全程性、全員性、全時性”四性特點的教育體系的構(gòu)建方法；金仁東等［12］系統(tǒng)構(gòu)建了分級分層的教育體系；陳亮等［13］研究了以教育培訓(xùn)、隱患排查與風(fēng)險評估、應(yīng)急處置為基礎(chǔ)的教育體系，方瑾等［14］系統(tǒng)構(gòu)建了“一式、兩化、四推進(jìn)”的教育體系，曹穎等［15］提出了融合課程思政的“1 +N+5 +1”的教育體系。這些教育體系的研究與探索，與近年來教育部在連續(xù)開展的高校實驗室安全檢查工作中，多次提出的要把實驗室安全教育納入學(xué)生的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，實行“全員、全程、全面”以及分門別類的安全教育指引和要求相一致。

（3）實驗室安全教育內(nèi)容分類。實驗室安全教育內(nèi)容研究的主要觀點有：內(nèi)容性質(zhì)層面，分為通識類、準(zhǔn)入類和專業(yè)類［16］；內(nèi)容特點層面，分為安全知識、安全技能和安全對策［17］；內(nèi)容主體層面，分為人身安全、財產(chǎn)安全和環(huán)境安全［18］；內(nèi)容類型層面，分為消防安全、用電安全、生物安全、設(shè)備安全、化學(xué)品安全、環(huán)境保護(hù)等［19-20］，這種劃分較為普遍；內(nèi)容要求層面，分為指示類、指令類、警告類和禁止類［21］。綜合上述研究觀點，認(rèn)為實驗室安全教育的內(nèi)容可以整體概況包括思想教育、法制教育、安全知識教育、安全技能教育以及預(yù)防教育等。不同層次不同年級學(xué)生、不同學(xué)科專業(yè)、不同風(fēng)險等級實驗室的教育內(nèi)容不同。

（4）實驗室安全教育課程設(shè)置。實驗室安全教育課程的設(shè)置，從課程性質(zhì)來看，包括必修和選修課程。從課程內(nèi)容來看，包括通識教育類和專業(yè)教育類課程。具體來說，高校均開設(shè)了必修性質(zhì)、通識教育類的“規(guī)定性”課程“大學(xué)生安全教育”；部分高校結(jié)合學(xué)科或?qū)I(yè)類特點開設(shè)通識與專業(yè)知識相結(jié)合課程，比如材料學(xué)科的“實驗室安全基礎(chǔ)”［22］、化學(xué)學(xué)科的“實驗室安全與環(huán)?！保?3］等；另外，許多高校實施了實驗室準(zhǔn)入制度，開展準(zhǔn)入教育，要求學(xué)生進(jìn)入實驗室前必須通過學(xué)習(xí)考核［24］，但是鮮有以規(guī)定學(xué)時學(xué)分課程的形式實行準(zhǔn)入課程教育。

（5）實驗室安全教育方法改革。教育方式方法的創(chuàng)新與運用，對于提升實驗室安全教育效果至關(guān)重要，研究人員對其進(jìn)行了廣泛探索，主要集中在以下兩方面：①傳統(tǒng)教育方式的創(chuàng)新，采用“課堂+實踐”相結(jié)合，引入案例研討或案例教育，引入消防和應(yīng)急演練等體驗式教學(xué)［25］；②信息技術(shù)的融合應(yīng)用，開展線上線下混合教學(xué)和翻轉(zhuǎn)教學(xué)，引進(jìn)MOOC 資源，制作微課［26］，建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)與微信或小程序相結(jié)合的實驗室安全教育與考試平臺［27］，等。另外，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)，開展沉浸式、交互性實驗室安全教育［28-29］，是近年來實驗室安全教育的研究熱點和發(fā)展趨勢，關(guān)鍵詞聚類和突現(xiàn)結(jié)果也反映了這點。

4 結(jié)論與建議

4.1 研究結(jié)論

（1）從文獻(xiàn)的時間分布特征來看，2004 年以來，我國實驗室安全教育在基金的大力支持下，文獻(xiàn)數(shù)量總體呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢，未來仍有快速發(fā)展的態(tài)勢。但是文獻(xiàn)平均被引頻次基本呈線性遞減狀態(tài)。

（2）從文獻(xiàn)的研究主體特征來看，實驗室安全教育的研究機構(gòu)主要為高校，其中“雙一流”建設(shè)高校貢獻(xiàn)較大，機構(gòu)之間的合作較少；研究領(lǐng)域尚未形成核心作者群，研究工作缺乏連續(xù)性和長期性，作者之間合作較為普遍，但是合作團(tuán)體之間的合作以及團(tuán)體成員之間的交叉合作很少。

（3）從文獻(xiàn)的來源期刊特征來看，載文期刊種類繁多，但是載文量相對集中。近年來，核心文獻(xiàn)占比趨于穩(wěn)定，其中期刊《實驗技術(shù)與管理》載文量最多，以占樣本文獻(xiàn)量15%居首。

（4）通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜和聚類、中介中心性及頻次的分析，結(jié)合對樣本文獻(xiàn)的二次閱讀，歸納出我國實驗室安全教育的研究熱點主要為5 個方面，即實驗室安全教育意義的認(rèn)識、教育體系的構(gòu)建、教育內(nèi)容的分類、教育課程的設(shè)置和教育方法的改革?？梢灶A(yù)計這些研究熱點仍會繼續(xù)受到研究人員和管理人員的廣泛關(guān)注，并開展更加深入的研究和實踐。

4.2 研究建議

（1）增強合作研究?？鐧C構(gòu)、跨學(xué)科交流與合作，有利于碰撞思想火花，開拓研究新思路，產(chǎn)生研究新成果［30］。因此，研究人員有必要走出校內(nèi)的小合作團(tuán)體這個“小圈子”，增強校際合作、校企合作和校政合作，拓展合作的橫向空間和縱向深度，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源的共享與整合，形成高質(zhì)量成果。

（2）關(guān)注國外研究。樣本文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)注國外高校實驗室安全教育的學(xué)者和文獻(xiàn)較少，缺乏相關(guān)的專題研究和比較研究。今后有必要加強對國外理論與實踐經(jīng)驗的借鑒與比較研究，探索符合國內(nèi)實驗室安全教育的本土化策略。

（3）融入思政教育?！罢n程思政”要與“思政課程”同向同行，形成協(xié)同育人效應(yīng)。實驗室安全教育的根本任務(wù)是“立德樹人”，在實驗室安全教育全過程中，需要有機融入和有效踐行“課程思政”教育。徐圓圓［31］等進(jìn)行了這方面的探究和思考，提供了新的研究方向，今后研究人員有必要對其開展更全面和更深入的研究。