基于ESI数据库的中国高校“双一流”学科发展态势分析*

秦奋 高健

（大连理工大学图书馆，辽宁 大连 116000）

1 引言

2017年9月21日，教育部、财政部、国家发展改革委联合公布世界一流大学和一流学科建设高校及建设学科名单，首批双一流建设高校共计137所，其中世界一流大学建设高校42所（A类36所，B类6所），这意味着我国高等院校的发展继“985”“211”项目后进入到全新的发展时期。

一流高校的建设依托于一流学科的建设，因此，提升高校的学科水平是建设世界一流高校的基础和前提。目前，评估一个学科能否进入世界一流行列的重要指标为基础科学指标数据库Essential Science IndicatorsSM（基本科学指标，简称ESI）。ESI数据库是由科睿唯安集团建立的评价分析型数据库，其数据主要来源于Web of Science数据库核心合集（SCIE/SSCI），ESI对全球所有高校及科研机构的SCIE、SSCI库中收录的论文数据进行统计，按被引频次的高低确定出衡量研究绩效的阈值，分别排出居世界前1%的研究机构、学者、研究论文，居世界前50%的国家/地区和居前0.1%的热点论文。

目前，国内对于双一流建设的研究主要集中在高校图书馆在双一流建设背景下的业务调整与人员构成探析[1，2]，学科服务开展与推广[3]以及图书馆员转型为科研服务的学科馆员等方面的研究[4]。以上研究多为理论研究，缺乏数据方面的支撑来指导服务的开展。武汉理工大学图书馆结合ESI数据库对于该校进行了评估[5]；景晶利用ESI数据库对地区差异进行分析[6]；刘勇提出运用ESI数据库指导学科建设的内容与策略[7]；梁木生运用ESI数据库对两岸三地高校发文情况进行分析[8]。虽然这些研究均基于ESI数据库展开，但是都没能对中国高校整体的态势进行分析，分析的参数也较为单一。

笔者运用Citespace软件，以ESI数据库为数据源，对中国本土高校ESI文章的收录情况、作者情况、机构情况、期刊及基金、学科情况等进行分析，找出与世界一流学校、一流学科的差距，为高校双一流建设的研究与规划提供数据依据。

2 数据来源与研究方法

本研究的数据来源于ESI数据库（2017年11月更新数据）， 时间范围：2007年1月1日到2017年8月31日，筛选条件：Countries-Territories—“CHINA MAINLAND”，共筛选出文献22，182篇作为样本数据。研究方法是以样本数据为数据源，运用CiteSpaceV软件，自动抽取选择文献进行词频分析，通过频次高低，以可视化的方法聚类分析研究某一方面的情况。对样本文献的发文量分析、作者分析、机构分析、期刊分析、学科分析等情况进行可视化分析，以揭示我国高等院校学科发展的发文特征和研究态势。

3 中国高校ESI发展现状分析

目前，我国大陆地区高校累积SCI/SSCI收录文章数为2，048，107，排名世界第二，仅低于美国。但是高被引占SCI/SSCI收录论文的比例仅有1.03%，排名99名，可见我国高校虽然文章产出很多，但是高质量论文数量比例并不高。高被引论文涉及的领域涵盖ESI数据库所有22个学科，如图1所示。其 中 CHEMISTRY、ENGINEERING、MATERIALS SCIENCE以及PHYSICS学科是发文最多的学科，所占比例占总发文数的60.5%；IMMUNOLOGY、PSYCHIATRY/PSYCHOLOGY以及MULTIDISCIPLINARY所收录的文章数均低于100篇。可见，我国高质量论文发文领域依然是传统基础性学科，新兴学科及交叉性学科研究水平相对较弱。

以下针对我国高校高被引论文的发表情况，通过发文量分析、合作机构分析、学科分析等，更直观地展示出我国高校的学科发展水平和科研能力。

图1 中国高校ESI收录情况

3.1 发文量分析

2007-2017年中国高校科研产出论文数逐年增加，高被引论文收录比例一直维持在20%以上，2014年和2015年略有下降，这段时期是我国科研水平提升最为迅速的时期。图2显示，AGRICULTURALSCIENCES学科在2008年增长最为迅速，实现了高被引论文收录数量的翻倍；BIOLOGY&BIOCHEMISTRY学科在2011年增长最快，增速比上一年提高了一倍左右；其他领域，CHEMISTRY、ENGINEERING、MATERIALS SCIENCE和PHYSICS等传统学科一直保持比较平稳的增长，2009-2010年为文章收录高频期；虽然我国新兴学科的发展起步较晚，但是高被引论文屡见不鲜，尤其是2014-2016年为发展的重要阶段，但是在收录的绝对数量上，还落后于传统学科，例如，交叉学科MULTIDISCIPLINARY收录的高被引论文数量，收录最多的2014年也仅有5篇。但从趋势上可以看到，我国目前学科发展的方向已经从传统的基础性学科向新兴学科靠拢。

图2 2007-2017年ESI 22个学科高被引论文收录情况

3.2 作者分析

人才是科学强国的基础和保证，近些年来我国有大批的海外学子学成归来，使得中国科研实力在国际舞台上有了进一步的展现。ESI作为目前最为权威的学科评估平台，针对科研人员的能力也有相应的评定标准。ESI通过对21个学科领域（综合交叉学科不统计）过去10年间被收录的论文进行分析评估，并将所属学科领域论文对应年度的他引次数进行排序，排名在前1%的论文为该学科领域的高被引论文，其作者入选该学科领域高被引作者。但是，由于人名的缩写及单位调动等原因，使得辨别作者较为复杂。针对已入选的高被引作者论文，运用CiteSpaceV软件进行聚类分析，并结合其研究领域进行进一步筛选。

目前，中国内地高校有147位学者入选高被引作者，高被引作者占比约为4.15%。其中，入选人数最多的是中国科学院所属院所，有37人。在22个ESI学科领域中，14个学科有内地高校的学者入选，比去年新增了微生物学及药理学毒理学学科。

传统基础学科化学、工程学、计算机科学、数学、物理依然是入选人数最多的学科；生物学与生物化学、临床医学、经济学与商学、分子生物学与遗传学、精神病学与心理学、社会科学、空间科学则无高校学者入选。

入选人数最多的双一流高校为清华大学，有15人入选，北京大学、浙江大学、电子科技大学均有10人以上入选。可见，高等院校科研人员相对比较集中，优势学科依然是传统的基础性学科。

3.3 机构分析

2017年11月ESI更新的数据，大陆上榜高校数为216所，新增进入的高校为24所，进入到全球1%的机构占比数显著增加。在所有内地院校中，国际排名最高的为北京大学，进入到全球1%学科数为21个，是目前中国高校进入1%最多学科数的机构。紧随其后的是清华大学，浙江大学以及上海交通大学。北京大学、中国科学院大学、清华大学、浙江大学、上海交通大学和复旦大学进入国际排名前200位。虽然各院校进入到ESI前1%学科数量较为乐观，但是综合世界排名却差强人意。可见，提高学科质量，增强科研创新能力，是我国新时代创建双一流大学，以期在国际科研领域谋求一席之位的重中之重。

目前，合作研究是全球一体化的重要表现形式，这种合作不仅发生在国家之间，而且表现在机构或作者之间。参与撰写论文的作者地址属于不同的机构或国家将被视为学术合作[9]。通过CiteSpaceV软件得出的数据可见，与中国合作发表高被引论文最多的国家为美国，约占总数的28.5%，其次是英国、澳大利亚和德国；亚洲国家中合作发表高被引论文最多的是日本，约为5.3%。我国现阶段高被引论文主要还是由国内机构单独发文占比较大，约占42.5%。图3显示，2007-2017年高被引论文发文排名前五位的机构为中国科学院大学、清华大学、北京大学、浙江大学和上海交通大学。发文最多的机构是University of Chinese Academy of Sciences，数量达到4500多篇，所占比例达到20%。与中国高校合作排名前五位的国外机构为UNIVERSITY OF CALIFORNIA SYSTEM，UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY DOE、HARVARD UNIVERSITY、UNIVERSITY OF TEXASSYSTEM和CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUECNRS。

通过研究可见，我国虽然高被引论文多为自行研究的成果，但是以CHINA为独立发文机构进入到高被引的论文其排名比较靠后，而与国外机构合作发表的高被引论文的排名相对靠前。可见加强机构间的合作交流，尤其是与国外先进单位进行学术交流是提升我国论文发表水平的有效途径。

图3 中国内地机构ESI高被引论文收录情况

3.4 期刊分析

目前，我国学者发文量最多的期刊为ADVANCED MATERIALS，在该期刊发表的高被引论文占所有高被引文章数的3.3%，高被引文章数为734篇。研究领域涉及四个方向，包括CHEMISTRY，MULTIDISCIPLINARY，MATERIALSSCIENCE以及PHYSICS。根据CitespaceV数据结果显示，发文量最多的前十个期刊见表1。根据JCR（Journal Citation Reports）分析可见，发文最多的期刊有5种为CHEMISTRY学科期刊，7种为MULTIDISCI-PLINARY学科期刊，而且多为Q1。可见，化学学科确实是我国高水平论文发文的主要领域，而且近些年交叉学科的研究也逐渐成为我国研究的主要领域。

表1 ESI高被引论文期刊收录情况

3.5 基金分析

基金是国家及省市机构根据不同的学科发展，融合探索、人才和工具，资助基础研究和开展科学前沿探索，支持人才建设，增强创新能力的最有效表征之一。基金项目支持下的论文水平直接影响我国科研产出的水平，因此，基金的分析有一定的重要意义。我们通过单纯的聚类分析不能对基金不同写法进行归类，因此需要进行人工调整以保证数据的准确性。其中，NATIONAL NATURAL SCIENCE FOUNDATION OF CHINA/NSFC/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION OF CHINA/NATURAL SCIENCE FOUNDATION OF CHINA/NATIONAL NATURAL SCIENCE FOUNDATION OF CHINA NSFC/NATIONAL NATURE SCIENCE FOUNDATION OF CHINA/NSF OFCHINA为同一个基金，即国家自然科学基金；NSF/NATIONAL SCIENCEFOUNDATION为同一基金，即美国国家科学基金；NATIONAL BASIC RESEARCH PROGRAM OF CHINA 973 PROGRAM/973 PROGRAM为同一基金，即国家重点基础研究发展规划（973计划）;NIH/NATIONAL INSTITUTESOF HEALTH为同一基金，即美国国立卫生研究院基金。通过表2可见，国家自然科学基金资助项目被ESI收录的高被引论文最多，中央高校基本科研业务费专项资金，国家重点基础研究发展规划及国家重点基础研究发展规划（973计划），中国科学院基金为排名前五位的基金项目，这也是我国目前含金量最高的基金项目，可见基于重点项目的支持对高被引论文的发表有一定的指导意义。

表2 ESI收录高被引论文基金资助情况

3.6 学科分析

ESI所收录的期刊被分为22个学科，每种期刊只会被分入一个学科，只有被归类为跨学科（Multidisciplinary field）的Science、Nature与PNAS期刊，会被按照各篇文章的参考文献（reference）与引用文献（citation），重新为每篇文章单独分类，但每篇文章仍只会被分类到一个学科。因此，ESI学科的评价体系相对比较直观和准确。

但是对于进入ESI学科前1%并不能证明其学科发展已经进入世界一流学科水平，因为很多科研院所可能只是因为人事调动等原因，勉强进入到全球1%，暂时给该学校的学科带来了短时期的效应，而长远来看，滚动的数据随时有可能将这种效应在下一个周期抹掉。因此，为了避免对科研院校过高或者过于简单的评价，我们引入万分之一学科以及千分之一学科的分析，以世界一流学科水平层级来评价我国科研院所的实际水平，找出我们存在的优势以及发展的弱项，有针对性地加大投入与科研创新，使得我国各高校专业能够成为真正的世界领先或者顶尖学科水平。

工学（3）

计算机科学（Computer Science）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为401所，比2017年9月数据减少3所院校。中国内地高校上榜数为43所，占比10.7%。比上一期数据增加5所，分别为深圳大学、中国人民解放军理工大学、南京邮电大学、中国地质大学和河海大学。学校的世界排名总体呈上升趋势，上升最为明显的是南京信息工程大学，上升74位。机构排名进入到全球千分之一的高校有清华大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学以及东南大学。西安电子科技大学该专业世界排名53位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

工程科学（Engineering）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为1319所，比2017年9月数据增加14所院校。中国内地高校上榜数为116所，占比8.8%，比上一期数据增加1所（西南石油大学）。学校的世界排名总体呈下降趋势，下降最为明显的是东北石油大学，下降33位。机构排名进入到全球千分之一的高校有20所高校，其中清华大学、哈尔滨工业大学和上海交通大学进入到全球万分之一排名，世界排名第7位。湖南大学该专业世界排名139位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

材料科学（Materials Sciences）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为801所，比2017年9月数据增加9所院校。中国内地高校上榜数为95所，占比11.9%，比上一期数据减少了一所。学校的世界排名总体呈下降趋势。下降最为明显的是青岛科技大学，下降20位。机构排名进入到全球千分之一的高校有18所，其中中国科学院大学和清华大学进入到全球万分之一排名。大连理工大学该专业世界排名82位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

生命科学（4）

生物与生化（Biology&Biochemistry）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为973所，比2017年9月数据增加18所院校。中国内地高校上榜数为51所，占比5.2%。虽然机构数与上一期数据持平，但是学校的世界排名均有所下降。下降最为明显的是中国农业大学，下降43位。排位最高的机构为上海交通大学121位，机构排名进入到全球千分之一的高校数为0。

环境/生态学（Environment/Ecology）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为861所，比2017年9月数据增加12所院校。中国内地高校上榜数为32所，占比3.7%。与上一期数据持平。学校的世界排名总体呈下降趋势。下降最为明显的是浙江工业大学，下降33位。机构排名进入到全球千分之一的高校为中国科学院大学，世界排名51位。北京大学该专业世界排名110位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

微生物学（Microbiology）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为422所，比2017年9月数据增加6所院校。中国内地高校上榜数为11所，占比2.6%，与上一期数据持平。学校的世界排名总体呈下降趋势。下降最为明显的是中国农业大学，下降25位。其中排名第一位为浙江大学，世界排名第218位。机构排名进入到全球千分之一的高校有0所。

分子生物与遗传学（Molecular Biology&Genetics）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为732所，比2017年9月数据增加10所院校。中国内地高校上榜数为26所，占比3.5%，与上一期数据持平。学校的世界排名总体呈上升趋势。但是下降最为明显的是中国农业大学，下降137位。其中排名第一位为上海交通大学，世界排名第191位。机构排名进入到全球千分之一的高校有0所。

社会科学（2）

经济与商学（Economics&Business）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为299所，比2017年9月数据增加4所院校。中国内地高校上榜数为3所，北京大学、清华大学及西安交通大学，占比1.0%，与上一期数据持平，且排名也没有变动。机构排名进入到全球千分之一的高校有0所。

社会科学（Social Sciences，General）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为1364所，比2017年9月数据增加17所院校。中国内地高校上榜数为26所，占比1.9%，与上一期数据持平。排名第一位的是北京大学，世界排名247位。机构排名进入到全球千分之一的高校有0所。

农学（2）

农业科学（Agricultural Sciences）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为785所，比2017年9月数据增加10所院校。中国内地高校上榜数为45所，占比5.7%，虽然机构数与上一期数据持平，但是学校的世界排名均有所下降。下降最为明显的是哈尔滨工业大学，下降14位。机构排名进入到全球千分之一的高校有6所，中国农业大学，世界排名第10位，紧随其后的为浙江大学、南京农业大学、江南大学、中国科学院大学以及西北农林科技大学。华南理工大学农业科学专业世界排名81位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

植物与动物科学（Plant&Animal Science）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为1160所，比2017年9月数据增加12所院校。中国内地高校上榜数为44所，占比1%，比上一期数据增加一所青岛农业大学，学校的世界排名总体呈下降趋势，下降最快的是中国农业大学，南京大学和首都师范大学，均下降18位。排名第一位的为中国科学院大学，世界排名第55位。机构排名进入到全球千分之一的高校有5所，中国科学院大学、中国农业大学、浙江大学、南京农业大学及华中农业大学。

理学（5）

化学（Chemistry）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为1182所，比2017年9月数据增加13所院校。中国内地高校上榜数为121所，占比10.2%，比上一期数据增加一所为齐鲁工业大学，但是学校的世界排名均有所下降。下降最为明显的是洛阳师范学院，下降23位。机构排名进入到全球千分之一的高校有21所，其中中国科学院大学进入到全球万分之一。北京化工大学该专业世界排名129位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

地球科学（Geosciences）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为632所，比2017年9月数据增加9所院校。中国内地高校上榜数为21所，占比3.3%，与上一期数据持平。学校的世界排名总体呈下降趋势。下降最为明显的是成都理工大学，下降12位。机构排名进入到全球千分之一的高校有中国地质大学和北京大学。中国科学院大学该专业世界排名69位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

数学（Mathematics）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为245所，比2017年9月数据增加3所院校。中国内地高校上榜数为29所，占比11.8%，与上一期数据持平。学校的世界排名总体呈下降趋势。下降最为明显的是上海大学，下降29位。其中排名第一位为北京大学，世界排名第53位。机构排名进入到全球千分之一的高校为0。

物理学（Physics）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为703所，比2017年9月数据增加4所院校。中国内地高校上榜数为34所，占比4.8%，与上一期数据持平，学校的世界排名总体呈下降趋势，下降最快的是上海大学，下降11位。排名第一位的为清华大学，世界排名第53位。机构排名进入到全球千分之一的高校有3所，清华大学、中国科学技术大学以及北京大学。

空间科学（Space Science）只有中科院进入到ESI数据库前1%，位列第42名。

医学（5）

临床医学（Clinical Medicine）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为4108所，比2017年9月数据增加50所院校。中国内地高校上榜数为85所，占比2.1%，比上一期数据增加一所（泰山医学院）。学校的世界排名总体呈上升趋势，其中新乡医学院，上升107位。机构排名进入到全球千分之一的高校有上海交通大学、中山大学、复旦大学、北京协和医学院、北京大学、浙江大学和首都医科大学。四川大学该专业世界排名417位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

免疫学（Immunology）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为697所，比2017年9月数据增加10所院校。中国内地高校上榜数为16所，占比2.2%，比上一期数据减少一所。排名最高的是上海交通大学，排名328位，可见我国内地高校免疫学方面研究成果较世界先进水平有很大的差距。总体学校的世界排名也均有所下降。下降最为明显的是第二军医大学，下降10位。机构排名进入到全球千分之一的高校为0。

神经科学与行为（Neuroscience&Behavior）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为821所，比2017年9月数据增加10所院校。中国内地高校上榜数为27所，占比3.3%，比上一期数据增加一所院校（中国科学院大学）。但学校的世界排名总体不高，排名第一位的是北京大学，世界排名260位。

药理学与毒物学（Pharmacology&Toxicology）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为819所，比2017年9月数据增加12所院校。中国内地高校上榜数为44所，占比5.4%，与上一期数据持平，学校的世界排名总体呈上升趋势，增长最快的是郑州大学，上升23位。排名第一位的为北京大学，世界排名第74位。机构排名进入到全球千分之一的高校有3所，北京大学、中国药科大学以及浙江大学。沈阳药科大学世界排名83位，有潜力成为下一个进入到千分之一的高校。

精神病学/心理学（Psychology/Psychiatry）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为622所，比2017年9月数据增加9所院校，占比小于1%。中国内地高校上榜数为3所，北京大学、北京师范大学以及中南大学，排名相对靠后。

多学科（Multidisciplinary）学科进入到ESI数据库前1%的机构数为106所，比2017年9月数据增加4所院校。中国内地高校上榜数为2所，清华大学和北京大学，分别位列47与69位，占比1.9%。总体来说，我国在交叉学科领域的研究成果不多，但是正逐步向该领域进行拓展。

根据一流大学名单，有一半以上的高校进入到ESI高被引学科达到10个以上，其中进入ESI高被引学科数最多的是北京大学，有21个学科，在22个学科中只有空间科学（Space Science）没有进入，该领域对于我国科研事业和我国国防工程来说都是应该大力投入的重点学科。值得注意的是，在双一流高校中，中央民族大学并没有高被引学科，但是因为国家政策的原因，成为国家主要扶持的对象。

图4 双一流大学进入ESI高被引学科数分析

4 结论

笔者以ESI数据库为数据源，运用CiteSpaceV软件，通过聚类分析的方法，对样本文献的发文量分析、引文分析、机构分析、学科分析、期刊分析等情况进行可视化分析，以此对我国本土高校科研状况进行分析，为我国新时期双一流建设提供一定的参考。

我国本土高校SCI/SSCI收录文章数排名世界第二，仅低于美国。但是高被引占SCI/SSCI收录论文的比例仅有1.03%。高被引论文涉及的领域虽然涵盖ESI数据库所有22个学科，但我国高质量论文发文领域依然是传统基础性学科，新兴学科及交叉性学科研究水平相对较弱。

我国内地高校最强势的三个学科分别是材料科学、化学以及工程科学。材料科学（Materials Sciences）学科是进入到ESI前百分之一占比最多的学科，其中有18所高校进入到千分之一，中国科学院大学和清华大学进入到全球万分之一排名；化学（Chemistry）学科，机构排名进入到全球千分之一的高校有21所，其中中国科学院大学进入到全球万分之一；工程科学（Engineering）学科机构排名进入到全球千分之一的高校有20所高校，其中哈尔滨工业大学和上海交通大学进入到全球万分之一排名。

生物与生化（Biology&Biochemistry）学科，微生物学（Microbiology）学科，分子生物与遗传学（Molecular Biology&Genetics）学科，经济与商学（Economics&Business）学科，社会科学（Social Sciences，General）学科，数学（Mathematics）学科及免疫学（Immunology）学科虽然均由我国高校上榜，且比例并不低，但是排名均靠后，进入到千分之一的学科数为0。可见，这些学科具有一定的先进性，但是国际竞争力并不强。

我国双一流高校中排名最高的是北京大学，有21个学科入选，只有空间科学没有涉猎。空间科学学科一直是我国的一个短板，目前除了中科院有上榜之外，没有高校进入到全球1%的行列。可见，该领域的投入与人才的引进，是下一个使我国综合国力得以提升的重要方向。

“双一流”高校建设是我国新时期科研发展的又一历史机遇，也是我国科研水平迈向国际领先水平的一个契机。相信在不断完善和提高传统优势学科水平的同时，着力发展新兴学科及交叉学科，多促成国际合作，定能使得我国高校整体水平及优势学科有长足的发展。