我国科研仪器领域研究热点与前沿探索

杨振磊

（天津市科学技术信息研究所情报研究中心，天津300074）

0 引 言

科研仪器是科学研究的重要手段，是促进科技创新和科技进步的重要技术基础。我国关于科研仪器领域的研究工作大致开始于20世纪70年代。经过多年发展，目前已经积累了一大批多视角、多维度的研究文献，对深化我国科研仪器领域理论研究和实践应用发挥了重要的知识引导作用。然而纵观整体研究进程，以全局视角对该领域文献进行宏观综述研究，特别是采用可视化的方式研判该领域研究态势的成果鲜有。在科研仪器特别是大型科研仪器日益受到国家重视的大背景下，适时对该领域文献信息进行分析，有助于学者更好地把握研究动态和发展趋势［1］。本文运用可视化分析方法，冀望通过知识图谱视角，探究近40年我国科研仪器领域研究发展脉络、研究热点以及前沿演进趋势，以期为进一步的研究工作提供参考。

1 研究方法

本研究借助CiteSpace（5.3.R4版）作为可视化分析工具，该工具由美国德雷塞尔大学陈超美教授应用Java语言开发，其主要基于共引分析理论和寻径网络算法等，对特定领域文献（集合）进行计量，以探寻出学科领域演化的关键路径及其知识拐点，并通过一系列可视化图谱的绘制，来形成对学科演化潜在动力机制分析和学科发展前沿的探测［2］。研究样本数据来源于中国知网（CNKI）文献数据库，在检索时按照“主题＝科研仪器”或者“题名＝科研仪器”，时间跨度为“1980年-2018年”进行数据库检索，共获得1 599条文献记录，经数据清洗剔除“工作综述”“学校简介”“大事记”“招生简章”“基金项目公告”“会议信息”等内容以及不相关文献，得到848条文献数据作为本次研究的数据集合。检索时间为2019年3月2日。

2 科研仪器领域研究概况

2.1 时间分布

学术文献数量的变化情况是衡量某领域发展的重要指标［3］。图1显示出1980～2018年我国以科研仪器为主题CNKI论文发表数量的整体趋势，总的看呈现出“整体增长、局部波动”的演进态势，如果按照波动的关键时间节点或拐点去划分，近40年的研究大致可分为四个阶段：① 1980～1997年，年均发表文献3.4篇，该时期我国科研仪器尚未从国家层面开始系统化布局，学者的关注度相对不高，研究方向也比较单一，多侧重于本单位或本系统科研仪器管理使用，表明该领域研究尚处于起步阶段；②1998～2008年，年均发表文献13.9篇，自1998年国家开始有计划地考虑设立重大科研仪器研发项目以来，学者对科研仪器领域的关注度日益提高，形成了一批开创性的研究成果，处于发展积累阶段；③2009～2014年，年均发表文献49.6篇，文献量约为前两个阶段文献量的总和，随着国家科技“十二五”发展规划等一系列科技政策文件的出台，科研仪器领域研究逐步成为热点，迈入快速增长阶段；④ 2015年至今，年均发表文献83.7篇，虽2016年发文出现小幅下滑，但一直保持着高位振荡，预计未来几年国内关于科研仪器领域的研究文献将保持较为稳定的增长态势。

图1 1980～2019年我国科研仪器领域发文整体趋势

2.2 载文期刊分布

在检索出的848条以科研仪器为主题的文献信息中，表1统计了1980-2018年发表在核心期刊和CSSCI期刊上的文献，总共有251篇，其中《实验技术与管理》以88篇的载文量位居首位，《实验室研究与探索》以77篇的载文量紧跟其后，两者科研仪器领域的载文量占全部核心期刊和CSSCI期刊载文总量的比例达到65.6%，其上发表论文的总被引次数和篇均被引次数也排在前列，可见我国科研仪器领域高质量、高水平研究论文发表的期刊载体较为集中，主要发表在《实验技术与管理》和《实验室研究与探索》两个期刊上。除此之外，载文2篇及以上的期刊还有9种，主要分布在科技管理、高校科技、情报研究、软科学等领域。

2.3 重要文献分布

文献的被引频次可在一定程度上反映出论文的学术影响力，表2统计了1980～2018年我国科研仪器领域被引频次前20名的文献，发表时间主要集中在2006～2012年。从研究内容看，基于工作实践的共享机制与管理模式、平台建设研究、效益研究、对策研究等是学者们关注的重点，比如孙绪华［4］研究指出科研仪器存在共享资源总量不足、共享机制不健全、共享氛围不浓厚等问题，对如何促进大型科研仪器设备共享进行了思考，该论文被引频次达到58次，下载量466次；赖芸［5］分析了高校大型精密贵重仪器设备的管理中存在的问题，探讨了促进资源共享、协作共用，提高大型精密贵重仪器设备使用效率的解决方案，该文献的被引频次达到81次；杨树国［6］等通过对高校对大型仪器设备使用情况调研，设计了高校大型仪器设备使用的评价内容和评价指标体系架构，并通过实证分析提出了提高仪器设备使用效益的对策，被引频次达到46次。这些代表性文献的发表一定程度上对推动科研仪器领域进一步的深入研究发挥了知识源流作用。

表1 1980～2018年我国科研仪器领域载文期刊情况（核心期刊+CSSCI期刊）

表2 1980～2018年我国科研仪器领域论文被引top20文献

3 科研仪器研究知识图谱分析

3.1 核心作者和研究机构合作网络

统计发现1980-2018年我国科研仪器领域发表论文的学者共1 560人（论文有署名即视为作者），其中，高产作者有陈省平、吴珏珩、蓝秀健、张选红、赖芸、杨树国、闻星火、黄凯、徐大海等。根据普赖斯计算公式（其中M为高频阈值，表示区间学术论文被引频次最高值），发表2篇及以上的作者为核心作者，这样的学者共有146人，仅占全部文献作者的9.4%，表明我国科研仪器领域研究的持续性还有待提升。为进一步探究作者之间的合作关系，运行CiteSpace，适当调整后构建作者合作知识图谱见图2。图中节点大小代表作者发文数量多寡，节点间的连线粗细代表关联强度，可以看出整个网络节点比较松散（网络密度仅为0.036 4），存在较多孤立节点，表明作者之间在论文合作方面尚有不足。但也形成了若干比较有代表性的学者合作群，如中山大学的陈省平、吴珏珩、蓝秀健等，清华大学的杨树国、闻星火、武晓峰、黄乐等，以及北京大学的黄凯、周勇义、张黎伟、凌辉等学术合作群。研究发现这些学术合作群具有以下特点：一是合作群的形成大多是基于相同的工作机构或是师生关系的背景；二是作者大多是高校中负责实验室或仪器设备管理的部门。

图2 1980～2018年我国科研仪器领域核心期刊发文作者合作网络

图3可以看出，中国农业科学院科技管理局、国家科技基础条件平台中心、天津市科学技术信息研究所、中山大学医学院、中山大学设备与实验室管理处、武汉大学实验室与设备管理处、中国科学技术信息研究所、南京大学招标办公室等是1980-2018年我国科研仪器领域较为高产的研究机构。从机构合作情况看，仅有部分研究机构之间有合作关系，而且合作的强度也不大（节点间连线较细），而且合作关系多属于系统内合作或地域内合作，跨系统、跨区域的研究合作鲜见。

图3 1980～2018年我国科研仪器领域研究机构合作网络

3.2 研究热点分析

关键词是学术文献的核心，是文献整体内容以点为表现形式的浓缩。为探究高关键词所属的研究主题，对共现关键词进行聚类分析。如“开放共享”“科研仪器”“实验教学”“管理体制”“财务管理”“政府采购”“共享管理”等是学者们关注的热点主题。为了更好呈现研究热点的发展脉络，对每一阶段的高频关键词和高中介中心性关键词进行提取，从时间维度来探究1980～2018年我国科研仪器领域研究热点是如何演变的。

（1）1980～1997年研究热点。表3反映的是这一时期出现的高频关键词和高中心中介性关键词，其中1982首现的“仪器设备管理”是主要的研究方向，农业、医疗、体育等行业领域科研仪器的管理和使用也是学者关注的热点，此后仪器设备能力和效益的量化考核成为研究方向，学者们提出了包括平均寿命、占有率、完好率和利用率［7］等指标在内考核指标。1990年左右，“仪器制备材料”“使用经费”“有偿占有制度”以及“专管专用制度”逐步成为研究热点。

表3 1980～1997年科研仪器领域研究关键词表

（2）1998～2008年研究热点。表4可以看出，科研仪器设备管理仍然是这一时期的研究热点，其中科研仪器设备引进和配置、科研仪器设备购置的市场观念、科研仪器设备利用率和经济效益、科研仪器设备管理人员的配置和培训、科研仪器设备的维修及更新换代等［8］是科研仪器管理的重要主题。管理机制和模式也是研究热点，有学者提出制订计划—计划论证—设备采购—验收入账—日常管理—报废出账等管理环节［9］，开放式的管理模式、仪器有偿使用以及使用费分配机制、仪器设备室自主运行机制、教学科研和开发成果共享机制［10］等是管理机制研究热点。2000年开始“资源共享”“开放共享”“共用网”等关键词逐渐增多，特别是2005年《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确提出“推进大型科学仪器、设备、设施的共享与建设，逐步形成全国性的共享网络”以后，推进大型仪器设备共享，成为重要话题，学界围绕仪器设备开放共享发表了一批有影响力的论文。总的看，这个阶段关于“开放共享”的研究主要侧重于可行性、共享机制以及存在问题的探讨与思考。

表4 1998～2008年科研仪器领域研究关键词表

（3）2009～2014年研究热点。表5可以看出，科研仪器管理作为延续性主题得到了学界的持续关注，在具体研究方向上逐步从属地化管理研究过渡到以信息技术为支撑的网络化、信息化管理等方面的研究。开放共享研究逐步从可行性研究过渡到具体实施路径、实践研究和建设研究阶段，提出了测试共享平台、研发仪器共享平台、专业仪器共享平台的三级共享管理平台的基本框架和模式特点［11］，并从完善大型仪器设备购置论证体系、建立大型仪器设备资源共享开放基金等角度入手提出了大型仪器设备资源共享平台建设的探索。同时，这个阶段对于科研仪器的宏观性研究也开始增多，比如对策研究、战略研究、立法研究、管理模式研究等。学者们聚焦共享建设形式化、服务不到位、仪器使用率低等问题［12］提出了有针对性的对策建议，探索研究了大学资源开放、行业资源集聚、中介机构整合等管理模式［13］。

表5 2009～2014年科研仪器领域研究关键词

（4）2015年至今研究热点。表6显示，科研仪器管理研究热点向集约化、分类化、精细化方向发展。随着2015年我国高等教育“双一流”战略实施，关于高校科研仪器管理研究热度增强，涌现出一批关于高校科研仪器的分类考核、激励机制、运行管理、共享平台建设等方面的论文。同时，科研仪器开放共享的研究热点也逐步由共享建设向共享服务方向发展，提出了大型仪器供需方双向评价［14］以及“产-学-研-企”开放共享等新模式［15］。这个阶段开放共享绩效的定量分析逐渐增多，基于模型计算［16］、指标体系构建来分析共享效率的研究变得活跃。政府采购方式创新也是这一时期的研究热点，主要涉及仪器设备采购管理效率和效果、购置预算和申购可行性论证、科研仪器设备采购和验收［17-18］、进口仪器设备采购管理模式等主题。

表6 2015年至今科研仪器领域研究关键词

3.3 前沿演进分析

研究前沿是在一段时期内对学科发展有突破性带动作用的理论趋势和新的研究主题，具有一定的突变性、动态性、流动性、活跃性和连贯性等特征。突变词是指某些年份发表文献中骤增的专业术语［19］，运用突变词来识别研究前沿是较为常用的分析方法。CiteSpace采用Kleinberg突变检测算法甄别突变词，并通过突变强度和突变持续时间两个指标进行表征。图4显示，具有突变特征的关键词有12个，其中处于2009～2014年快速发展期的突变词有7个，占全部突变词的比例为58.3%。图中可以直观地看出研究前沿存在一个演变的过程，从早期研究关注于高校、科研仪器设备管理、管理创新、存在问题等方面，逐步发展到侧重于开放共享、实验教学以及政府采购等方面研究。特别是，在科研仪器开放共享方面研究，不仅突变持续时间长，而且突变强度大，表现出了较强的活跃性。2018年，国务院办公厅印发了《关于推广第二批支持创新相关改革举措的通知》，其中指出“在全国范围内形成以授权为基础、市场化方式运营为核心的科研仪器开放共享机制”，可以预计未来一段时期市场化开放共享机制将是科研仪器领域研究的前沿重点。

图4 1980-2018年科研仪器领域研究突变词

4 结 语

综合运用文献计量分析和CiteSpace可视化分析工具，以1980～2018年发表在CNKI我国科研仪器领域的848篇论文为数据基础，对近40年来我国科研仪器研究热点和前沿进行知识图谱分析。① 从时间分布看，我国科研仪器研究经历了摸索期、积累期、爆发期和新一轮发展期4个阶段，每个阶段形成了不同的研究特点。②从作者分布看，形成了若干学者合作群体，但保持持续研究的学者数量较少，而且学者间合作的耦合度不高。③从研究机构看，主要分布在国家基础平台管理机构、大学相关学院及设备管理处以及部分研究院所。④从研究热点和前沿的演变看，通过关键词聚类和突变词检测分析，科研仪器的研究热点和前沿研究，从最早的科研仪器引进管理到科研仪器共享建设，逐步发展到开放共享，市场化运营机制研究。