自然科学学科知识的传播效率

程慧平

(湖北工业大学 经济与管理学院，湖北 武汉 430068)



自然科学学科知识的传播效率

程慧平

(湖北工业大学 经济与管理学院，湖北 武汉 430068)

中国学科评估指标体系，侧重于从资源条件建设成果角度的评定，忽略了从效率角度的评估。以效率为核心的投入产出分析，是学科建设与管理的重要组成部分，能为重点学科建设资金在学科之间分配提供理论依据。知识传播效率是衡量学科知识产出的重要组成部分，效率视角下学科评估的研究鲜见。为此，综合运用DEA和SFA两种方法，探讨中国自然科学领域38种学科2001-2011年在国际三大检索系统上的知识传播效率。研究结论包括：(1)中国自然科学领域各学科在国际三大检索系统上知识传播效率较低，知识传播效率间的差异较大。理学类学科知识传播效率最优，工学类学科第二，医学类学科第三，农学类学科居后。2001-2011年间我国自然科学学科在国际上知识传播效率是不断改善的。(2)DEA和SFA两类方法对学科知识传播效率的测算结果具有显著性差异，DEA方法测度结果普遍高于SFA；但基于效率值的学科排序结果具有显著的一致性，且相关系数达到70%以上。单纯从比较学科知识传播效率高低的基础上，进行学科资源分配决策时，DEA与SFA方法具有通用性。采用基尼系数测度自然科学领域不同学科之间的国际知识传播效率差距，发现：理工农医四类学科群间知识传播效率差距是整个自然科学领域学科差异的主要原因。(3)学科知识传播效率和人均R&D课题立项数之间呈现显著性正相关。提高中国自然科学领域各学科在国际上知识传播产出效率，可以通过加大R&D课题资助比例，扩大R&D课题覆盖面的路径实现。按照知识传播效率得分及人均R&D课题资助比率对38门学科知识传播模式，划分为四种类型：R&D课题资助高、知识传播效率高；R&D课题资助高、知识传播效率低；R&D课题资助低、知识传播效率高；R&D课题资助低、知识传播效率低。

知识传播效率；学科传播效率；自然科学；学科

一、引　　言

自然科学领域中不同学科的国际知识传播效率的衡量，对于认识自然科学不同学科知识传播力度，促进自然科学繁荣发展具有特别重要的意义。中国学科评估指标体系，包括“师资队伍与资源”、“科学研究水平”、“人才培养质量”和“学科声誉”四个一级指标，侧重于资源条件建设及成果角度，忽略效率。覃希仲指出：以效率为核心的投入产出分析，是学科建设与管理的重要组成部分。”[1]知识传播效率是衡量学科知识产出的标准，但研究学科效率的相关文献比较鲜见。

在仅有的几篇文献中，郭新立指出：“DEA方法不仅能评价学科的办学效益，而且能对非技术有效的学科，提供改进依据。”[2]陈凯华设计了重点学科资助效率的评估指标体系，引入DEA方法，讨论了重点学科资助效率的科学评估，但遗憾的是没有进行实证[3]。程卡等引入学科建设经济效率的概念,探讨了学科建设经济效率的评估方法、评估内容、评估的指标体系[4]。姜春华采用DEA方法评价了35所“985工程”大学管理学科投入产出效率，发现35所高校有28所达到生产前沿面，平均效率为0.99[5]。王洪礼引入DEA方法分析高校重点学科建设中的投入与产出关系，能为重点学科建设资金在学科之间的分配提供理论依据[6]。梁传杰运用DEA 和矩阵模型，针对武汉某一高校学科建设绩效进行了评价[7]。李明引入DEA方法，对某省理工农医类、管理学类、人文社科类等多个门类23个学科资助效率进行了评价[8]。王洪礼采用DEA与SFA方法，分析了天津市15所高校重点投资的58个学科的投入产出效率[9]。

上述文献主要采用DEA方法，对高校学科、单一省份学科展开讨论，鲜见对中国自然科学(或社会科学)学科之间的讨论。非参数效率和参数效率方法测算原理各不相同，各方法也均存在一定的不足，究竟哪一种方法或两种方法都适合学科知识传播效率测度，尚值得进一步探讨。单纯采用某一种方法计算学科效率可信度不够。因此，本文采用DEA和SFA两种方法，对2001-2011年自然科学(理工农医类)领域38门学科在国际三大检索系统上知识传播效率进行评价，探讨两类方法测算的适用性，为学科评估研究提供参考。

二、指标与方法

投入指标：各学科投入人员(人年)、投入经费(万元)；学科知识传播产出指标：SCI、EI、CPCI-S检索论文篇数。因为学术论文从发表到被检索，存在一定的滞后周期，本文选择一年。考虑数据的可获得性与统计口径一致性，本文选择2001年-2011年自然科学(理工农医类)领域38门学科为考察对象，数据来源于《中国科技统计年鉴》(2002-2014)。

效率评价方法主要有两种：非参数DEA方法和参数SFA方法。DEA方法的优缺点在于：不需要指定生产函数的具体形式，但局限于横截面之间比较。SFA方法的优缺点在于：采用极大似然估计，对模型中的参数进行显著性检验，能反应评价单位在时间序列和截面两个维度上的变化特征，但需要指定生产函数的具体形式。此两种方法经常被同时用来测度同一评价单元的效率，以期达到增强效率评价的公允性，实现非参数与参数形式方法的优势互补。因此，本文采用DEA方法中的CCR模型，对数形式的C-D生产函数随机前沿模型，针对学科知识传播效率进行测度。囿于篇幅，DEA与SFA方法是效率测度中比较成熟和经典的方法，二者的具体数学形式不做过多说明，参照王惠、程慧平的相关文献[10-11]。

三、学科知识传播效率测评与差异程度

1.知识传播效率评价

分析采用Deap 2.1和Frontier 4.0软件，得到DEA与SFA两种方法效率计算结果，如表1、表2和表3所示。

表1　对数形式的C-D生产函数随机前沿模型参数估计结果

注：*、***分别代表在10%、1%置信水平

表2　不同学科门类知识传播效率及排序

在表1中可以看到，γ值为0.87，在1%水平下显著，表明模型中误差项具有明显的复合结构，技术无效率对总误差的影响达到87%。可见，对数形式的C-D生产函数随机前沿模型适宜拟合样本数据。似然比检验统计量LR，其值为626.039，远大于显著性水平为1%的混合卡方分布临界值9.21。从模型系数的参数估计结果来看，除人员投入系数外，其它回归系数均通过了显著性检验。

η值为0.031，达到1%置性水平显著，表明技术无效率项随着时间的推移不断下降，38门学科在2001-2011年国际知识传播效率是不断上升的。科研人员和科研经费的产出弹性分别为：0.217、0.068，二者之和小于1，处于递减报酬型。科研经费年均增加1%，学术论文发表上升0.217%；科研人员年均增加1%，学术论文发表上升0.068%。由此可见，在科研知识产出增长的过程中，经费投入比人员投入占有更重要的地位。

从表2可以看出，无论是DEA方法还是SFA方法计算结果均显示：理学学科的国际知识传播效率最优，工学学科第二，医学学科第三，农学学科居后。理工农医四大学科门类知识传播效率差异较大。

SFA方法计算结果普遍低于DEA方法，仅2007年，两种方法计算得到的效率值基本持平。就学科整体而言，DEA方法计算结果显示，中国自然科学学科整体在国际上知识传播效率的年均增长比例为3.7%，而SFA方法计算结果显示出年均增长比例为4.7%。尽管两种方法在年均增长比例的数字上有所差异，但均肯定了2001-2011年间中国自然科学学科在国际上知识传播效率是不断改善的。2001-2011年间38门学科DEA方法测算的效率均值的时间演变趋势呈现波动趋势，而SFA方法效率值处于缓慢上升状态，知识传播的效率均值的时间趋势如图1所示。

图1　知识传播效率均值的时间趋势

SFA方法测算效率值高于DEA方法的学科有10门，占样本总量26.3%。由此可见，DEA方法测算效率值通常会高于SFA方法，类似观点有王惠、李向东等，其原因在于生产前沿面构造方式差异[12]。DEA方法是同一时序内评价对象之间的相互比较，找出一个最为优秀的，此时将其效率赋值为 1，即在整个时间序列内会出现多个不同的生产前沿面，而SFA方法则是在整个时序范围内构建唯一的生产前沿面，2001-2011年分学科知识传播效率平均值如表3所示。

表3　2001-2011年分学科知识传播效率平均值

续表3

学科门类学科DEA效率DEA排序SFA效率SFA排序两种方法平均综合排序工学化学工程0.11090.050140.0809工学纺织科学技术0.091120.005320.04818工学食品科学技术0.040220.008270.02426工学土木建筑工程0.47030.08270.2763工学水利工程0.016270.008290.01229工学交通运输工程0.015290.011240.01328工学航空、航天科学技术0.001380.005330.00334工学环境科学技术0.028250.026180.02724工学安全科学技术0.062180.010260.03621理学数学0.82710.15820.4931理学信息科学与系统科学0.050200.018190.03422理学物理学0.13560.15530.1456理学化学0.24950.24110.2454理学天文学0.034230.012220.02327理学地球科学0.019260.037160.02823理学生物学0.044210.07780.06014农学农学0.003330.011250.00732农学林学0.001370.001380.00138农学畜牧、兽医科学0.003350.002360.00236农学水产学0.005320.003350.00433医学基础医学0.090130.050150.07011医学临床医学0.056190.051110.05417医学预防医学与卫生学0.011300.007300.00930医学军事医学与特种医学0.12080.005310.06312医学药学0.031240.017200.02425医学中医学与中药学0.003340.001370.00237

应用配对t检验两种方法测算的效率值，发现在95%的置信区间，配对T检验值为2.476，双侧显著性概率为0.018，表明两种方法测算效率具有显著差异。应用Spearman等级相关检验，发现基于DEA与SFA两种方法计算结果的排序相关系数为0.717，双侧显著性概率为0.000。表明两种测算方法的排序结果具有显著的排序一致性。

因此，本文以两种方法测算得到效率的算术平均值作为最终评价结果，发现知识传播效率排在前五位的学科分别为：数学、冶金工程技术、土木建筑工程、化学和力学；后五位的学科分别是：航空、航天科学技术、核科学技术、畜牧、兽医科学、中医学与中药学和林学。

2.知识传播效率的学科差异程度

采用Dagum基尼系数，对中国自然科学领域38门学科知识传播效率差距进行学科群内与学科群间分解，计算结果如图2所示[13]。从自然科学领域学科知识传播效率的整体基尼系数来看，38门学科历年知识传播效率的基尼系数分布区间为[0.595，0.699]，平均值为0.65，表明自然科学领域不同学科之间在国际知识传播效率差距悬殊。理工农医四类学科的组内基尼系数分布区间[0.211，0.280]，组间基尼系数分布区间为[0.213，0.329]，平均值分别为0.237，0.272。由此可见，学科群内差距与学科群间差距均较突出。理工农医四类学科群间知识传播效率差距是整个自然科学领域学科知识传播效率差异的主要原因。从基尼系数的演变趋势来看，2001年-2011年间中国自然科学领域学科整体、理工农医四类学科群内及学科群间，均无呈现明显的上升或下降趋势，三者的年均增长率分别为-1.14%、0.21%、-2.18%。

图2　学科知识传播效率的Dagum基尼系数及其分解结果

四、学科知识传播效率与课题资助的关系

以学科知识传播效率为因变量，人均R&D课题立项数为自变量进行简单线性回归，发现二者在10%显著性水平下正相关。人均R&D课题资助比率扩大1%，能带来0.17%知识传播效率增长。由此表明：获得R&D课题立项是激励科研人员进行知识传播产出的重要手段。

按38门学科的人均获得R&D课题项数和知识传播效率的历年平均值，38门学科知识传播模式可以分为四类：高R&D课题资助、高知识传播效率，高R&D课题资助、低知识传播效率，低R&D课题资助、高知识传播效率，低R&D课题资助、低知识传播效率。

其一，高R&D课题资助、高知识传播效率。 共5门：数学、力学、物理学、化学和土木建筑工程。此类学科主要以基础性研究学科为特点，对于此类学科，应遵循“效率优先、兼顾公平”的原则，扩大R&D课题资助力度，加大高影响因子期刊的论文显示度考核。

其二，高R&D课题资助、低知识传播效率。 共15门：天文学、地球科学、生物学、农学、林学、畜牧、兽医科学、水产学、基础医学、军事医学与特种医学、药学、中医学与中药学、测绘科学技术、食品科学技术、水利工程和环境科学技术。对于此类学科，应加大R&D课题结项时的成果要求，论文考核应加大三大检索论文的要求，鼓励科研人员将自己的成果在国外三大检索期刊上发表。

其三，低R&D课题资助、高知识传播效率。共4门：材料科学、冶金工程技术、计算机科学技术和化学工程。此类学科在国际上知识传播显示度较高，应加大R&D课题资助力度，刺激科研人员更多的知识创新产出成果。

其四，低R&D课题资助、低知识传播效率。共14门：信息科学与系统科学、临床医学、预防医学与卫生学、工程与技术科学基础学科、矿山工程技术、机械工程、动力与电气工程、能源科学技术、核科学技术、电子、通信与自动控制技术、纺织科学技术、交通运输工程、航空、航天科学技术和安全科学技术。对于此类学科，通过加大R&D课题资助比例和受资助人员的辐射范围。

五、结　　论

综合运用DEA和SFA两种方法，分析2001年-2011年38门自然科学领域学科在国际三大检索系统上知识传播效率，得出以下三条结论：

其一，中国自然科学学科在国际三大检索系统上知识传播效率较低，具有很大的提升空间，理工农医四大学科门类知识传播效率差异较大。理学类学科知识传播效率最优，工学类学科第二，医学类学科第三，农学类学科居后。就学科整体而言，两种方法计算结果均显示：2001年-2011年间中国自然科学学科在国际上知识传播效率是不断改善的。

其二，两类方法对学科知识传播效率的测算结果具有显著性差异，DEA普遍高于SFA；但基于效率值的排序结果具有显著的一致性，且相关系数达到70%以上。单纯从比较学科知识传播效率高低的基础上，进行学科资源分配决策时，DEA与SFA方法具有通用性。自然科学领域不同学科之间的国际知识传播效率差距悬殊，理工农医四类学科群间知识传播效率差距是整个自然科学领域学科差异的主要原因。

其三，学科知识传播效率和人均R&D课题立项数之间呈现显著性正相关，提高中国自然科学学科在国际上知识传播产出效率，可以通过加大R&D课题资助比例，扩大R&D课题覆盖面的路径实现。38门学科知识传播效率划分到四类：高R&D课题资助、高知识传播效率，占13.16%；高R&D课题资助、低知识传播效率，占39.47%；低R&D课题资助、高知识传播效率，占10.53%；低R&D课题资助、低知识传播效率，占36.84%。

本研究的局限性主要表现在：受到数据可获得性的限制，学科知识传播效率产出指标设置得可能不够成熟，如反映学科论文总体被使用与扩散程度的指标“论文的总被引频次”的数据未考虑到模型中。

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10.3963/j.issn.1672-8742.2016.03.002

湖北省教育厅人文社会科学研究一般项目“学术虚拟社区用户持续知识贡献行为的影响机制及实证研究”

程慧平(1984-)，男，湖北武汉人，讲师，博士，研究方向为效率与生产率评价。

G304

A

1672-8742(2016)03-0011-08

2015-10-19；编辑：荣翠红)