政府研發投入對科學學熱點研究方向的影響

侯海燕++黃福++梁國強++王亞杰++胡志剛

摘要：研究熱點的探測為科學研究和政府決策提供了重要的支持，通過對政府在熱點研究領域的資金投入，以期研究政府研發投入對熱點研究領域存在的導向和影響作用。通過關鍵詞聚類的方法對滑動時間窗內的文獻進行社團劃分，進而通過可視化圖譜對總體聚類與政府扶持聚類效果進行比較分析，研究政府投入對該領域發展的影響及其規律。通過統計分析和聚類間的可視化比較分析，存在政府投入的科學學熱點領域在整體研究熱點聚類中占據了重要的位置，政府投入對科學學研究的發展具有重要的導向作用。

關鍵詞：熱點研究；政府扶持；關鍵詞分析；聚類分析

中圖分類號：G301 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.04.006

The Impact of Government R&D Investment on the Hot Topics of Science of Science

HOU Haiyan， HUANG Fu， LIANG Guoqiang， WANG Yajie， HU Zhigang

（Institute of Science Studies and S&T Management， WISE Lab， Dalian University of Technology， Dalian 116024，Liaoning， China）

Abstract：Detection the hot topics is an important support for scientific research and government decision-making by studying the government's investment in the hot research field， in order to study the guidance and influence of government R&D investment on hot research field. For the partition by keywords clustering method in a sliding time window， then compare over all clustering and the government support clustering use Visualizing Map， to research the impact of government investment of the development and regularity on a research field. Based on statistical analysis and visual comparison analysis between clusters， fields of government investment have occupied an important position in all research front fields of science of science， the government investment has an important positive leading function on the research of science of science.

Keywords：Hot topics； Government support； Keyword analysis； Cluster analysis

0 引言

如果能夠科學、精準的把握科學研究領域中的最新以及未來的發展趨勢，可以為個人科研選題，企業發展定位或是國家科技政策制定提供有力的幫助，推動科學研究的快速健康發展。研究熱點作為一段時間內被眾多的研究人員關注的領域，如何尋找挖掘是科研領域的一個熱點。我國政府對科學研究的發展提供了大量的資源投入，其中國家提供的科學基金作為政府扶持的一種重要形式為我國科學研究提供了可靠的資金投入，在推動我國科學研究的發展，促進基礎學科建設，發現、培養優秀科技人才等方面提供了支持。因此，政府扶持實際效果如何，是否促進了我國科學研究的發展，對科學研究發展的影響和導向如何等都需要我們對科學研究的發展和發展趨勢等進行研究。沒有了發表，科研創新便不完整，因為正是文獻的發表，才給相關科學界提供了糾錯、評價或認可的機會[1]，通過發表的論文進行科學研究發展的分析是具有可行性的。本文以科學學領域核心期刊文獻作為研究對象，從政府扶持層面進行文獻的研究，從而探測政府投入與科學研究發展的關系。

1 基于文獻的研究方法概述

基于文獻的方法進行科學研究一直是科學計量學領域的一個重要方法。主要包含有：基于引用關系的方法、基于文本內容的方法以及混合分析方法等。基于引用關系進行熱點研究的探測和分析已較為成熟并被廣泛使用，主要包括基于共被引、文獻耦合、直接引用等方法。1965年，普賴斯利用被頻繁引用的文獻進行科學發展研究前沿的分析[2]。1974年，Small和Griffith在普賴斯研究的基礎上通過共被引聚類分析的方法得到的高被引文獻聚類，從而通過共被引聚類對科學發展進行研究[3]。1994年，Garfield通過對施引文獻與共引文獻聚類進行研究[4]。同年，Persson通過對被引文獻與施引文獻的分析將研究領域劃分為知識基礎和研究前沿[5]。但是，由于引文分析在時間上往往具有一定的滯后性，因此很多學者試圖采用基于詞頻、共詞、突現詞等方法從文獻本身的文本內容入手，通過這種更直接的方式探測科學發展。例如，2003年Kleinberg通過對論文標題中詞的突現度進行研究狀態轉變的研究[6]，2006年，陳超美（Chen CM）從題目、摘要等中提取突現詞對理論趨勢和新主題的涌現進行標注[7]，并在2009年在CiteSpaceⅡ軟件中實現了突現詞檢測算法用于進行研究[8]。另外基于共詞分析與共引分析等混合使用的研究方法也被普遍的使用，如：黃魯成[9]，趙榮英[10]等。依據CNKI提供的文獻關鍵詞，采用Baoyack和Klavans[11]時間窗口的分析方式，對五年這樣一個較短的時間窗進行數據的采集保證數據的新穎性，同時利用滑動時間窗的方式對科學學的發展進行研究探測。通過對滑動時間窗內的關鍵詞構建共詞網絡，進而利用聚類的一致性分析探測科學發展的變化，同時對總體數據聚類與政府扶持的數據聚類進行一致性分析。關鍵詞聚類分析是根據關鍵詞間的相似度實現對文獻集中的詞進行聚類，能夠最大程度地發揮詞分析的優勢，更深入地挖掘文獻資料探測熱點研究方向。endprint

2 數據與方法

2.1 數據來源

CNKI（National Knowledge Infrastructure）是我國知識信息資源的大規模集成體，提供了包括期刊、學位論文、會議論文、報紙、年鑒、工具書等多種源數據庫。囊括了7000多種期刊、近1000種報紙、18萬本博士/碩士論文、16萬冊會議論文、30 萬冊圖書以及國內外1100多個專業數據庫，可以提供足夠完整的數據來源[12]。本文依據北京大學《中文核心期刊要目總覽》（2016版）中“G3科學， 科學研究類”中列出的9種核心期刊，《科學學研究》、《科研管理》、《科學學與科學技術管理》、《研究與發展管理》、《中國科技論壇》、《中國軟科學》、《科技管理研究》、《科技進步與對策》和《科學管理研究》等9種核心期刊為數據樣本[13-15]。檢索2007年至2015年間的所有文獻共計35908條，通過清除文獻中的書訊、機構簡介以及征稿類文獻等剩余35117條文獻作為總體的原始數據集進行分析。政府投入數據采用國家基金代表政府扶持的傾向，選擇的國家基金包含國家自然科學基金、國家社會科學基金、國家軟科學研究計劃、高等學校博士學科點專項科研基金、跨世紀優秀人才培養計劃、國家科技支撐計劃、全國教育科學規劃、國家高技術研究發展計劃（863計劃）等文獻量排名前8的中央國家級科學基金支持的文獻11190篇進行分析研究。

2.2 研究方法

由于固定時間窗不能很好地反映領域的動態變化，許多研究人員傾向于選擇滑動時間窗探索熱點研究方向的演化[16]。本文在研究過程中將整個時間段以滑動時間窗的方式劃分為2007～2011，2008～2012，2009～2013，2010～2014，2011～2015五個階段以方便進行比較分析。研究方法采用統計分析與可視化分析相結合，統計分析主要對國家投入產出文獻和總產出文獻中的作者、機構、關鍵詞等分布進行統計分析。可視化分析則通過對關鍵詞聚類進行研究領域與研究主題分析，其結果可以顯示研究領域與研究領域之間的相關關系，反映這些詞所代表的主題以及研究領域的結構關系。

3 分析與結果

3.1 統計分析

在總量分布上，由政府扶持的文獻產出數量占總體文獻產出量的31.2%。對總體文獻的數據和政府扶持文獻的數據進行的統計分析如圖1所示。通過分析可以發現在總體文獻存在下降的同時由政府扶持的文獻量在整個時間發展過程中卻處于不斷上升的過程，政府扶持的文獻產出在整個過程中所占的比重越來越大，科學學研究領域政府投入的產出比重的提升說明政府投入在其所有產生中的導向作用的提升和影響的提高。

3.1.1 作者與機構分布統計

統計了每個階段的作者及其所屬機構發文分布情況。提取政府扶持和總體文獻中作者和出版機構出現頻次大于1次的作者和機構（盡量避免文獻中的機構和作者中因偶然因素的參與，采用提取頻次大于1次的作者和機構），統計結果如表1和表2。從時間分布上可以看出在總體文獻與政府扶持的文獻中頻次大于1的作者在所有作者中占比均達到60%以上，在總體文獻與政府扶持的文獻中頻次大于1的機構占所有機構的比例均達到80%以上，因此二者均具有一定的代表性。從作者分布上可以看出總體文獻中的作者和機構數量無論總量還是頻次大于1的數量分布均處于下降的趨勢，而政府扶持的文獻中的作者和機構數量無論總量還是頻次大于1的數量分布均處于逐步增長的趨勢。在整體呈現下降的趨勢下，政府扶持的機構和作者的上升首先說明政府扶持在整體科學學研究中的導向與影響力在逐步擴大，政府扶持對科學學研究的支持作用也越來越重要，其次期刊對由政府扶持的文獻給予較高的質量評價。

3.1.2 關鍵詞分布統計

為實現對政府扶持的文獻與總體文獻的主題分析，對文獻進行關鍵詞的提取和統計分析。關鍵詞頻次統計結果如表3所示（為避免文獻中關鍵詞偶然性同樣采用了提取頻次大于1的關鍵詞），通過分析發現在五個階段中總體文獻中頻次大于1的關鍵詞出現頻次與關鍵詞總頻次的占比均達到70%以上，政府扶持的文獻中的頻次大于1的關鍵詞與關鍵詞總頻次的占比均達到60%以上，因此在進行關鍵詞聚類分析時采用政府扶持與總體文獻可以采用頻次大于1的關鍵詞進行聚類分析。通過對某階段中關鍵詞與前一階段中相同的關鍵詞占比進行統計（表4和表5）。從表4和表5可以看出時間窗分布中時間間隔越遠則相同關鍵詞的數量占比越少，在一定程度上表明研究內容的差異性越大，熱點的研究內容隨時間的變化也發生了變化，而且時間間隔越遠差異性越大，也為我們進行聚類差異性分析提供了可行性。

通過對科學學領域的研究主題，即關鍵詞進行比較分析[14]，列出了頻次最高的前10個關鍵詞（如表6所示）。這些關鍵詞的頻次均在100次以上，總體關鍵詞與政府扶持關鍵詞的頻次排名前10個關鍵詞中有7個相同。總體關鍵詞中的知識產權在政府扶持關鍵詞中排在25位，頻次為80；科技創新排在30位，頻次為74；指標體系排在33，頻次為72；企業績效排在23位，頻次為231；協同創新排在15位，頻次為292。相較與關鍵詞總量，總體關鍵詞與政府扶持關鍵詞中不同的關鍵詞排位名次比較靠前。尤其是政府扶持關鍵詞中的

系統創新與知識共享，雖然在總體關鍵詞中未進入前十但是排名在第15、16位而且頻次都達到了200次以上。通過相同關鍵詞與不同關鍵詞的排位，我們發現，總體主題與政府扶持的研究主題上尤其是頻次較高的熱點主題上二者具有較大的相似性，但依然有一定的差異。

進一步對存在差別的詞以關鍵詞為檢索條件在CNKI中對9本期刊中出現的時間和頻次進行統計，知識產權與指標體系出現的時間較早，分別在1992年與1981年，科技創新出現較晚為1998年。與總體關鍵詞中存在差異的知識共享、企業績效與協同創新出現的時間均較晚，分別為2000、1999與2000年首次出現，尤其是協同創新在2000年出現2次后，再次出現為2004年。通過出現時間以及頻次排名，可以明顯得出政府扶持的領域為相對較為新穎的領域，且在總體排名中政府支持的關鍵詞也相對靠前說明政府支持對研究方向存在一定的導向作用。endprint

3.2 可視化分析

3.2.1 整體可視化圖譜分析

可視化分析可以清晰的展示聚類效果，本文在研究過程中利用VOSviewer實現可視化圖譜的生產。VOSviewer是由Nees Jan van Eck和Ludo Waltman開發的一款免費軟件，被廣泛應用于各類“共現”分析[17]，尤其在聚類技術等方面有其獨特優勢。可視化圖譜采用VOSviewer中的密度圖，紅色代表關注較多的主題或領域，其權重越大其顏色越接近于紅色；相反，如果其權重越小，則其顏色越接近于藍色[18]。本文選擇頻次高的主題詞用來確定一個研究領域的熱點問題[14，19]，利用文獻中的關鍵詞構建關鍵詞共現網絡，借助VOSviewer軟件對關鍵詞進行聚類分析實現可視化圖譜來確定科學學研究中的熱點領域。

通過密度圖能直觀的看出熱點區域，效果如圖2和圖3所示，從左到右依次為五個階段在未精簡數據的情況下的聚類效果。從整體比較總體熱點領域與政府扶持熱點領域，二者的成員基本是完全包含關系，尤其是政府扶持熱點領域中的高密度數據區域與總體熱點領域中的高密度聚類區域存在一定的重疊性。通過對圖譜中深色部分的熱點研究主題進行綜合分析，得出二者主要的研究主題均包括：創新研究、知識產權與知識管理、指標體系研究、績效評價研究、科學計量學方法與指標研究以及企業創新能力研究等研究主題。同時，總體熱點領域與政府扶持熱點領域，也存在科技創新、知識產權和戰略性新興產業等大量不相同的研究主題。政府扶持的熱點研究領域與總體數據的熱點研究領域這種既存在相同的研究主題，也存在不同的研究主題的效果，為接下來進行比較研究提供了數據基礎。

3.2.2 分階段聚類對比分析

為進一步分析政府投入對科學學研究熱點研究方向的影響，通過構建知識圖譜進行組內與組間的研究領域與研究主題的分析。在利用VOSviewer進行可視化分析的過程中通過提取總體關聯強度大于1.2的節點對可視化圖譜進行了精簡，從而方便比較分析（可視化圖譜如圖4所示）。首先，采用所有關鍵詞數據構建關鍵詞的共現網絡圖譜，利用每個階段的節點頻次構建VOSviewer密度圖。然后，對政府扶持數據和總體數據的五個階段進行時間軸縱向比較分析。最后，對政府扶持數據與總體數據進行橫向比較分析研究。

（1）對政府扶持的科學學熱點領域進行縱向比較分析，我們發現在五個階段中，科學學研究在政府扶持下共出現了4個主要的研究熱點領域。其中最為核心的①號領域是以基礎研究、科學計量學、國家創新體系、信息可視化和工藝創新排在前五位的主題構成的研究領域，是持續受到政府重點扶持的最為熱門的研究領域。在該領域中的基礎研究、科學計量學與信息可視化主題呈現出一定的下降趨勢，而知識圖譜、共詞分析和國家高新區等主題則呈現快速的增長勢頭，并在第五個時間段中取代了科學計量學、信息可視化和工藝創新成為該領域受關注的五個熱點主題，尤其是知識圖譜取代了基礎研究成為該領域最熱的研究主題。

與①號熱點領域關系最為緊密的②號熱點領域也受到了政府的持續關注和重視，以企業家導向、突變創新、知識管理戰略、探索性學習和漸進創新為熱門的研究主題，但是在該領域發展過程中企業家導向、突變創新、知識管理戰略和漸進創新主題呈下降趨勢，而成長績效、探索性創新、開發性創新和漸進式創新形成的新的熱點主題逐步取代前四者與探索性學習成為該領域排在前五位的研究主題，其中探索性創新則迅速發展取代企業家導向成為該領域最熱的研究主題。

③號熱點領域以變革型領導、組織承諾、團隊績效、員工創新行為和工作滿意度排在前五的研究主題構成，該領域中工作滿意度和組織承諾呈現出一定的下降趨勢，而創造力與團隊創造力增長迅速并逐步取代前兩者成為該領域排在前五的熱點主題，尤其是團隊創造力從第四個階段開始取代變革型領導成為該領域中最熱的研究主題。

在政府扶持的科學學熱點領域中，還存在以文化差異、結構洞和網絡位置等研究主題所形成的④號領域。該領域在五個時間窗口中呈現出快速增長的趨勢，其中尤以機構組織網絡位置的研究呈現出快速發展趨勢。通過對政府扶持科學學熱點領域的分析，①號領域在發展過程中整體呈現出一定的下降趨勢，②、③和④號研究領域的研究熱度則逐漸增強。從研究主題上分析，政府扶持的科學學研究正由基礎理論研究轉向以應用為主的研究。

（2）對科學學的總體熱點領域進行縱向比較分析，五個階段中共存在2個主要熱點領域。通過對總體熱點領域的分析，總體熱點領域中的號和號兩個熱點領域與政府扶持熱點領域中的①號和③號兩個熱點領域存在一定重疊。在研究主題上號熱點領域是以基礎研究、國家創新體系、科學計量學、技術預見和科學學等研究主題排在前五位的熱點領域，但是這五個主題在接下來的發展過程中同時出現了下降的趨勢，尤以科學計量學、技術預見、科學學主題的下降最快，而知識圖譜和科技體制改革則迅速上升逐步取代科學預見和科學學。

號是以組織承諾、工作滿意度、變革型領導、團隊績效和離職傾向等排在前五的研究主題構成的一個持續研究熱點，而組織承諾、工作滿意度和離職傾向下降迅速，團隊創造力、員工創新行為和創造力增長迅速并逐步取代組織承諾、工作滿意度和離職傾向成為研究熱點主題，尤其是團隊創造力主題的研究發展成為該領域最熱的研究主題。

在科學學總體熱點領域中與政府扶持熱點領域中的②對應的位置也在快速的發展，展露出一定的熱點趨勢。通過科學學總體熱點領域的分析，號和號兩個熱點領域的研究熱度逐漸增強。從研究主題上分析，科學學總體熱點領域的科學學研究也正由基礎理論研究向應用研究轉向。

（3）對政府扶持的科學學熱點領域與科學學研究的總體熱點領域進行橫向比較分析，兩組熱點領域中存在兩個重疊且一直處于熱點的研究領域，另外存在一個在政府扶持中一直處于熱點研究領域，而在總體研究中則正在逐步轉化為熱點研究的領域，以及一個在政府扶持中正在形成，而總體數據中尚未形成熱點的領域。endprint

首先，對政府扶持的①號和總體的號持續熱點領域的主題進行比較分析，比較熱點領域第1階段中排在前五位的主題可以發現二者在后兩項主題信息可視化和工藝創新與技術預見和科學學上存在不同，在發展過程中政府扶持中的科學計量學逐步退出，讓位于更具應用技術性的共詞分析，而在總體數據中依然保留。此外，在政府扶持中伴隨我國高新技術的發展、產業集群的形成在新研究需求形式下出現國家高新區這樣新的熱點主題，而與此對應的科技體制改革在我國已經取得了很大成就，但是其中的某些環節問題依然嚴重需要進一步研究，則在總體數據中成為一個研究的熱點。通過科學學熱點領域的主題分析可以得出政府扶持在該領域已經轉向以應用為主的研究，而總體研究尚未完成轉向。

第二，在政府扶持的③號和總體的號熱點領域中，第1階段中只有政府扶持中的員工創新行為和總體中的離職傾向研究主題不相同，在發展過程中由于團隊創造力與創造力的快速發展成為新增的熱點主題，而員工創新行為也成為二者共有的熱點研究主題，變革型領導與團隊績效則持續保持熱點研究主題，政府扶持的熱點研究主題更早的關注創新與創造力的研究。

第三，政府扶持的②號熱點領域在總體數據中的第5個階段初步成為一個熱點的研究領域，政府扶持中的④號熱點領域在總體中尚未形成熱點的研究領域。熱點領域的形成時間上，政府扶持的科學學熱點領域的形成在一定程度上要早于科學學總體熱點領域的形成。

通過以上的比較分析，我們可以發現政府扶持的熱點領域在形成時間上往往會早于總體中熱點領域的形成，從主題的研究上也發現政府扶持的熱點主題在形成上也一定程度要早于總體支持的熱點主題，而且政府扶持的熱點主題在新穎性上比總體的熱點主題更新。因此我們可以歸結政府投入對于科學學的熱點的形成與研究方向轉向具有一定的導向作用。政府扶持中存在的熱點領域在總體數據中尚未形成的熱點領域，有可能成為未來備受廣泛關注的熱點研究領域。

4 結論

本研究以科學學9年的文獻作為研究對象，將文獻數據劃分為總體數據與政府扶持數據，對兩組數據進行比較研究。將研究對象劃分為五年為一個階段的滑動時間窗，通過關鍵詞頻次與關鍵詞共現聚類分析探測政府支持對熱點研究的影響。通過文獻量、作者、機構以及關鍵詞的統計分析，政府投入在科學學研究產出中占據重要地位，說明在我國的科研環境中政府扶持對我國的科研產出無論數量還是質量都起到了強大的支撐作用。

通過科學學總體熱點領域與政府扶持熱點領域的數據內部的縱向分析以及組間的橫向比較分析，可以清晰的發現政府扶持熱點領域中熱點領域的出現要早于總體的熱點領域，伴隨政府扶持熱點領域的發展與之對應的總體圖譜中的研究領域也呈現快速的發展趨勢。利用主題詞的分析，也發現政府扶持熱點領域中的主題詞在未來會成為總體熱點領域中的主題詞。通過比較，政府扶持與總體在科學學研究中均存在轉向以應用為主的研究。因此，政府投入對于科學學的熱點研究方向具有一定的引導作用，在政府扶持中的熱點領域會影響總體研究熱點領域的轉變。

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（編輯：張萌）endprint