期刊學科類別關系計量研究

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1研究背景

在2018年兩院院士大會上強調，要把握好世界科技發展大勢，瞄準世界科技前沿，建設世界科技強國[1]。在支撐科技發展的眾多學科中，工程學來源于生產實踐、科學發現及學科分化與綜合，對科技的發展有著重要促進作用[2]。我國非常重視工程學的發展，工程學是我國一流學科建設中的重點建設學科。近年來我國工程學建設成效顯著，在ESI（EssentialScienceIndicators，基本科學指標數據庫）的數據中中國大陸工程學學科全球排名穩居第1位。工程學涉及面廣，子學科間互動、交叉與融合活躍。ESI數據庫從宏觀視角將全球12000多種學術期刊分為22個學科領域，每種期刊被劃分進唯一一個學科領域。ESI側重宏觀學科領域的分析，ESI學科分類體系的優點是較為簡明，缺點是較為粗獷。而期刊引證報告（JournalCitationReports，簡稱JCR）從SCI/SSCI期刊論文及其參考文獻維度的考量測度學科關系及期刊影響因子，構建出了細致的JCR學科分類體系，涉及200余種學科門類，每種期刊被劃分到一個或者多個學科中[3]。大多數科研工作者對于JCR的學科分類較為熟知，但對ESI學科期刊的認識較為模糊，尤其對于我國教育部學科分類與二者之間對應問題更是困惑。具體專業學科的科研人員在投稿時存在很多困擾，經常會遇到交叉使用多種分類體系的需求。故此，本研究基于期刊學科類別視角，以數據分析為基礎，以專家研判為依據，以西安科技大學理學院學科覆蓋中相關工程學期刊為數據來源及其實證基礎，遵從定量研究與定性研究相結合的原則，通過不同學科分類體系中學科期刊映射關系，明晰該學院相關ESI工程學科期刊覆蓋情況，識別學科間交叉特征、分析學科關聯性、測度學科交叉性及學科支撐度，為工程學科整體發展提供科學依據和數據支撐，為該校促進工程學科進入ESI前1%作出參考。

2數據來源與研究方法

本文從不同學科分類體系間的相互差別及相互聯系視角出發，學科分類方法采用中國教育部學科劃分、ESI學科分類和JCR的學科分類。其中JCR學科采用科睿唯安2019年的數據，共涉及期刊12534種、學科門類236個[4]。ESI學科選取2020年5月14日公布的數據，數據覆蓋時間為2010年1月1日至2020年2月29日，共10年2個月。此次數據中共收錄ESI工程學科期刊有893種[5]。學院學科以建立在中國教育部學科分類基礎之上的西安科技大學理學院現有的4種學科為例。本文以學院的需求為出發點，構建如圖1所示的“學院學科需求、ESI學科期刊、JCR學科期刊”之間的三角映射關系。首先建立ESI工程學科類別與JCR學科類別之間的映射關系，確定ESI工程學科期刊對應的JCR學科類別；再結合理學院的學科設置，并通過訪談理學院的學科專家，建立JCR類別與該學院學科之間的映射關系；其次將映射到的學院需求的JCR類別期刊再次與ESI工程學科期刊建立映射關系，最終映射匹配出ESI工程學科期刊與該學院密切相關的期刊。通過不同學科分類體系中學科期刊映射關系，利用學科關聯分析方法，結合DDA軟件建立學科關聯網絡圖譜，分析學科間的關聯性和交叉度，幫助科研工作者明晰ESI工程學科大學科中與自身學科相關的JCR類別期刊。

3結果與分析

3.1學科覆蓋概況及映射關系。本文以西安科技大學理學院作為實例分析其學科情況。該學院現有固體力學、工程力學、應用數學、物理電子學4個教育部學科目錄中的學科專業。從理學院的學科特點可見，該學院學科以基礎學科和基礎理論為主，但其具有普遍適用性的特征，學科輻射面廣，對于工程科學（其他相關專業學科和應用科學）的發展具有重要的支撐作用。通過ESI工程學科類別與JCR學科類別之間的映射，統計得知ESI工程學科的893種期刊對應的89種JCR學科類別；結合理學院的學科設置，并通過訪談理學院的學科專家，經過與專家的多輪深度交互，在學科專家的研判之下將其中的18種JCR類別期刊與該學院學科之間建立映射關系，并最終映射匹配出ESI工程學科與該學院密切相關的JCR學科類別（學科名均采用中文譯名），初步構建了西安科技大學理學院學科覆蓋圖（如圖2所示）。由圖2可見，在西安科技大學理學院學科覆蓋圖中，理學院的物理電子學、應用數學、固體力學及工程力學4個學科映射了ESI工程學科學科類別，及JCR的“物理學，應用”“物理學，數學”“物理學，凝聚態”“物理學，流體和等離子體”“統計學和概率”“數學和計算生物學”“數學，跨學科應用”“數學，應用”“數學”“聲學”“生物物理學”“運籌學和管理科學”“光學”“化學，物理”“機械學”“工程學，土木”“工程學，機械”“工程學，船舶”18個學科類別。3.2學科類別及數量分析。將學科專家研判之下的18個JCR學科類別映射到ESI工程學科期刊中，對應到441種期刊，其具體的學科類別及其數量如圖3所示。通過學科類別及其數量的統計，揭示ESI工程學科學科結構與JCR學科結構間的內在聯系及其相互支撐關系。由圖3可見，對于西安科技大學理學院而言，其沖擊ESI工程學科時，支撐力度較強的第一梯隊JCR學科有：“工程學，機械”包括116種期刊、“工程學，土木”包括113種期刊、“機械學”包括94種期刊；支撐度次之的第二梯隊JCR學科有：“運籌學和管理科學”包括56種期刊、“物理學，應用”包括34種期刊、“數學，應用”包括31種期刊、“光學”包括29種期刊、“數學，跨學科應用”包括22種期刊；其他10種JCR類別期刊對于工程學支撐力度較弱。3.3學科之間交叉程度分析。英國著名文獻學家布拉德福也提出，在科學技術中，每一個學科或多或少、或近或遠地與其他任何一個學科相關聯[6]。JCR學科分類精細，JCR將SCI/SSCI期刊分為236個學科類別，每種期刊以一對多的方式歸入多個學科類別之下，呈現出多樣性、開放性、交叉性和復雜性的特征。經過統計分析，與理學院各學科相關的18種JCR學科分類對應的ESI工程學科期刊有441種，其中342種期刊對應理學院唯一相關的JCR學科類別、89種期刊對應理學院2個相關的JCR學科類別、10種期刊對應理學院3個相關的JCR學科類別。本研究通過每種期刊所屬的學科類別之間的關系揭示學科間的內在結構和各個學科之間的關聯性。以刊名為相關基礎，通過JCR學科類別之間的交互關系，構建學科間的交互相關矩陣，運用余弦函數計算交互相關指數并度量學科間相關度的大小。具體情況如表1所示。將其矩陣可視化后得到如圖4所示的學科交互相關圖。表1中，行和列分別代表著學科，行和列交叉單元格內數字大小代表著學科間相關度的大小。從表1和圖4可以看出，在學科間交叉數量層面，本案例涉及的18種JCR學科中，有15種學科間存在著交叉連線，學科間連線最多的為“機械學（ME）”，與其他8種JCR學科之間具有交叉關系；其次是“工程學,機械（E,ME）”，與其他7種JCR學科之間存在交叉關系；再次是其他13種學科間也普遍存在著或多或少的交叉連線。由此可見，各學科間存在著廣泛交叉融合特質，正是這種特質激發了學科的快速發展[7]。在學科間關聯強度層面，“工程學，機械（E,ME）”和“機械學（ME）”學科間的相關系數最高為0.278，學科間連線最粗，相應的關聯度也最強。“物理學，應用（P,A）”與“物理學，凝聚態（P,F&P）”關聯度為0.23；“機械學（ME）”與“物理學，流體和等離子體（P,F）”關聯度為0.219；“數學，應用（M,A）”與“數學（MA）”及“物理學，數學（P,M）”關聯度都為0.18；“機械學（ME）”與“聲學（AC）”關聯度為0.179；“運籌學和管理科學（O&M）”與“數學，應用（M,A）”關聯度為0.168；“運籌學和管理科學（O&M）”與“統計學和概率（S&P）”關聯度為0.152；“工程學，機械（E,ME）”與“聲學（AC）”關聯度為0.134；“工程學，土木（E,C）”與“工程學,船舶（E,MA）”關聯度為0.126；“機械學（ME）”與“數學，應用（M,A）”關聯度為0.111；“機械學（ME）”與“物理學，數學（P,M）”關聯度為0.103。這些子學科聯系十分緊密，作為ESI工程學科研究的基礎子學科，支撐其他子學科的研究發展。而其中相對獨立的學科有“化學，物理（C,P）”“數學和計算生物學（M&C）”“生物物理學（BI）”，這三個學科與其他學科無交叉。3.4學科分區之間交叉度分析。期刊的影響因子（Impactfactor，IF）是指對期刊獲得客觀響應、反映其重要性的宏觀度量，是評價期刊學術水平的重要指標，由于不同學科期刊影響因子有明顯差異，故不適宜用影響因子來比較不同學科期刊之間的相對影響力。對此，科睿唯安將期刊按照學科方式分成4個JCR質量區。IF排名進入期刊所屬學科前25%者歸Q1區；IF排名進入期刊所屬學科前26～50%者歸Q2區；IF排名進入期刊所屬學科前51～75%者歸Q3區；學科領域IF排名后25%的期刊則歸Q4區[8]。由于一種期刊可能屬于多個JCR學科，即每種期刊可能屬于多個分區，有的期刊不同的學科分類其分區也不盡相同，甚至出現分區跨度較大的情況。對本案例中涉及到的期刊的學科分區進行共現分析，得到如表2所示的學科分區共現矩陣及如圖5所示的學科分區共現圖。由表2和圖5的學科分區矩陣及關聯網絡可見，Q1與Q2的共現指數為0.05，節點間的連線也較粗，表明Q1與Q2間存在較強關聯性；Q1與Q3的共現指數為0.024，節點間的連線較細，表明Q1與Q3間存在弱關聯性，即一種期刊其學科分類和學科分區可能涉及到Q1、Q2，甚至涉及到Q3區。值得注意的是，Q2與Q1、Q3、Q4之間都存在共現，Q3與Q1、Q2、Q4之間都存在共現，即部分期刊學科分類較多、學科分區跨度也較大，涉及Q1、Q2、Q3及Q4四個分區。Q4與Q3的共現指數為0.05，與Q2的共現指數為0.005，即某些期刊學科分區主要以Q4與Q3為主，少數涉及到Q2分區。

4結語

通過基于期刊學科分類視角對學科間交叉關系的計量研究，尤其是通過對ESI工程學科與樣本學院學科緊密相關期刊的學科分布特點、學科間交叉數量、學科間交叉強度、學科分區間關聯度等多維分析，不難發現，ESI工程學科領域涉及到了眾多細化的JCR學科類別，各子學科間相互交叉、彼此聯系，呈現出多學科交叉融合的發展態勢。而學科交叉促進了不同學科間知識的彼此流動、相互吸收與融匯貫通，推動相關學科領域成熟發展[9]。特別是基礎學科作為ESI工程學科中重要的研究基礎和分支，跨領域特征更加明顯，支撐著工程學整體及其他眾多相關學科的研究發展。通過識別學科間交叉融合特征及學科支撐度考量，有助于突破學科間障礙，促進學科間交流合作，發掘前沿研究動向，預測學科交叉主題，帶動相關學科的協同發展，探尋學科新的生長點，營造良好的學科生態。

參考文獻：

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作者:呂亞娟 單位:西安科技大學圖書館