國內實驗室信息化研究進展

韓穎 繆建華

摘? 要：傳統實驗室和信息技術相融合，形成了實驗室信息化。為了更好地把握我國實驗室信息化的研究方向和發展趨勢，采用文獻計量學和知識圖譜的研究方法，對我國2006-2018年核心及以上期刊發表相關文獻的發文量、作者、被引量、研究機構、關鍵詞等進行時序、聚類分析。針對當前實驗室信息化研究的不足，進行調查分析并提出建議。

關鍵詞：實驗室;信息化;可視化分析

中圖分類號：TP391.9? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）25-0013-05

Abstract： The integration of traditional laboratory and information technology has formed the informatization of laboratory. In order to better grasp the research direction and development trend of laboratory informatization in China， the research methods of bibliometrics and knowledge graph are adopted. This paper makes a time series and cluster analysis on the number of articles， authors， citations， research institutions and keywords published in the core （and above） journals in China from 2006 to 2018. In view of the shortcomings of the current laboratory information research， this paper makes an investigation and analysis and puts forward some suggestions.

Keywords： laboratory; informatization; visual analysis

引言

高校實驗室是理實一體化教學的重要基地，在高校人才培養中起著舉足輕重的作用[1]。實驗教學有助于提高學生的綜合素質、啟迪學生的創新思維、培養學生的創新精神與實踐能力[2]，是培養創新人才的有效載體[3]。隨著教育教學與信息技術的深度融合，實驗教學信息化在平時教學中使用得越來越廣泛，也越來越受關注，在現階段高校實驗教學中具有不可替代的重要作用[4]。因此，高校實驗室的信息化建設與管理顯得尤為重要。

但是，國內關于實驗室信息化現狀與趨勢的文獻還很少。為此，采用文獻計量學和知識圖譜研究的方法，對檢索到的10多年來關于國內實驗室信息化研究進展的文獻，利用CNKI的計量可視化功能對實驗室信息化研究進行計量可視化分析，以求探尋實驗室信息化研究的進展。

1 研究方案

1.1 數據來源

研究主要針對文獻的發文量、作者、被引量、研究機構和關鍵詞等方面進行時序、聚類分析。文獻統計以 CNKI 數據庫平臺SCI期刊、EI來源期刊、核心期刊、CSSCI、CSCD（簡稱核心期刊）為數據庫來源。統計主題為“實驗室信息化”，統計時間截止到2018年12月31日，共統計出84篇相關文獻，剔除報道、會議通知、文件等，共得78篇有效文獻，采用CNKI計量可視化分析功能對其進行定量與定性分析。

1.2 研究工具

運用CNKI強大的計量可視化分析功能，選擇作者、機構、關鍵詞等，對顯示數量、節點過濾、聚類分析等進行參數設置，獲取相關的知識圖譜，從而以可視化的形式呈現相應數據。

2 研究結果與分析

2.1 年發文量分析

同一主題的發文量變化反映了該領域的研究熱度和學者對此的研究進度，是衡量科學研究發展的重要指標[5]。核心期刊關于實驗室信息化的歷年發文量，如圖1所示。根據圖1顯示，2006年出現了第一篇關于實驗室信息化的相關研究，其后數量總體呈穩步上升趨勢，但帶有上下波動。若將其視為三個階段，則第一階段（2006-2009年），為初始階段，年發文量逐年增加;第二階段（2010-2015年），為波動發展階段，雖經歷兩次低谷，但總體向好，年均發文量仍較初始階段高出近一倍;第三階段（2016-2018年），為快速發展階段，年均發文量較前一階段成倍增長，最低谷時的發文量也達到了前期的最高水平。

期刊對某主題的關注度，從其對該主題的發文量就可見一斑。以實驗室信息化為主題的相關文獻，發文量在 2篇（含）以上的核心期刊共有4種，這4種核心期刊的總發文量占該主題文章總數的78%（見表1）。這些文獻主要發表在《實驗技術與管理》和《實驗室研究與探索》這兩個實驗教育領域的專門期刊上，占文獻總數的70.5%。除實驗教學領域外，其余核心期刊主要分屬成人教育、臨床醫學、職業教育、高等教育、輕工業手工業、化學、地質學等領域，如《成人教育》《臨床檢驗雜志》《教育與職業》《西南師范大學學報（自然科學版）》《染整技術》《計算機與應用化學》《石油實驗地質》等。同時，《工業建筑》《現代電子技術》《現代教育技術》《現代情報》雜志也均有涉足。

2.2 作者分析

隨著實驗室信息化的受關注度越來越高，從事該主題研究的學者也日益增多。在78篇相關核心期刊論文中，參與的作者眾多，但發表（含參與）2篇（含）以上的僅6人，如圖2所示。其中作為第一作者發表2篇（含）以上的僅2人：蘇州大學附屬第一醫院檢驗科的顧國浩團隊[6-8]，立足于臨床醫學，研究臨床實驗室的數字化與信息化建設，共發表3篇;杭州電子科技大學的亓文濤[9-10]，從高校實驗室安全建設出發，研究實驗室安全文化體系和實驗室安全管理體系，共發表2篇。由此可見，關于實驗室信息化研究已開始發展，但尚未形成核心作者群，除部分本科院校以外，還沒有其他相關科研院所在此方面有較深入的研究。

分析作者合作情況，不僅可以了解重要學者分布情況[11]，還可以厘清其關于實驗室信息化的重要研究成果。為研究作者之間的合作關系，將節點過濾出現頻次設置為0，生成作者合作網絡圖譜，如圖3所示，樣本中共有100位作者，27 個兩人及以上的合作團隊。將節點過濾出現頻次設置為1，再次生成作者合作網絡圖譜，如圖4所示。由圖3和圖4作者合作網絡圖譜可以看出，當前作者合作相當分散，各自為陣，尚未形成合作網絡。隨著實驗室信息化的不斷發展，相信未來會形成相互合作、相互提升的良好局面。

2.3 被引分析

被引量，是指文獻發表后被他人引用的次數。被引量越多，說明同行對此的反響程度越高[12]。為了解關于實驗室信息化方面的重要研究成果，列舉被引量前10的文獻（見表2）。這10篇文獻的作者均為本科院校教師，研究熱點主要集中于實驗室信息化管理模式和實驗室信息化管理系統。具體而言，被引量排名第一[13]、第二[14]、第三[15]的文獻雖均為實驗室信息化管理的實證研究，但只是以某實驗室為試點[13-14]，或實驗室儀器設備的信息化管理[15];被引用量第四[16]、第七[17]、第九[18]的文獻從技術層面探討了關于實現實驗室信息化的具體技術，如基于物聯網技術[16]、基于.NET 平臺[17]、基于云計算技術[18];被引用量第五[19]、第六[20]、第八[21]、第十[22]的文獻均為理論層面關于實驗室信息化管理模式的探討。

2.4 機構分析

為了解關于實驗室信息化研究的核心機構群，統計了樣本文獻的發文機構。統計結果顯示，樣本文獻來自于71家研究機構。為直觀顯示各機構發文情況，列舉文獻產量高于2篇（含）的機構共10家，如圖5所示。這10家機構發文量之和占實驗室信息化主題研究文獻總數的30.8%，將其視為實驗室信息化研究的核心機構群。其中北京交通大學[23-27]、蘇州大學附屬第一醫院[6-8]，關于實驗室信息化發文量分別為5篇和3篇，位居前二名。這兩家機構在實驗室信息化研究領域有較為深入的研究，是該領域的中堅力量。具體而言，北京交通大學的研究涉足面廣，包含構建信息化管理平臺[23]、智能實驗室建設[24]、新媒體技術的實驗室應用[25]、高校科研實驗室的過程信息化管理[26]和基于信息化的高校實驗室管理創新研究[27];蘇州大學附屬第一醫院均為臨床實驗室的信息化建設研究。除此之外，天津師范大學[17，28]、南京大學[29-30]、吉林大學[31-32]、浙江工業大學[33-34]、長春大學[31，35]、天津大學[36-37]、杭州電子科技大學[9-10]、北京理工大學[15，38]發文量均為2篇，處于第二梯隊。

2.5 研究主題與熱點演進

文章關鍵詞集中體現了學者的學術思想和理念，是對文章核心內容的高度提煉和高度濃縮[39]。因此，通過分析某研究領域的關鍵詞頻率，可以看出該研究領域的研究熱點和發展脈絡。我國實驗室信息化研究的關鍵詞共現網絡圖譜，如圖6所示。圓圈越大，說明該關鍵詞在文獻中出現的頻率越高;字體越大，說明該關鍵詞的中心性越強;各圓圈間的連線越多，說明兩者間的相關性越強。某一時期內研究者所共同關注的熱點，可以通過關鍵詞的頻率直觀地反映。為更清楚地顯示實驗室信息化這一當前研究熱點，將節點過濾出現頻次設置為2，再次生成關鍵詞共現網絡圖譜，如圖7所示。由此可見，除去實驗室管理、實驗室信息化及意義相近且統攝性較高的關鍵詞外，近年來，實驗室信息化研究熱點主要包含實驗教學、信息化管理、實驗室安全等。

3 結束語

隨著當前信息化水平的提高和網絡技術的發展，我國高校實驗室信息化經過十多年的研究發展，相關主題的關注度、發文量均有穩步提升，特別是近年來對此方面的研究比較多;但作者合作研究分散，尚未形成核心作者群;研究機構主要為本科院校;關于實驗室信息化管理模式、實驗室信息化管理系統的研究，文獻的被引量較高;相關研究的重點已從虛擬實驗室建設，逐步轉向圍繞人才培養、信息化平臺、信息化管理的新階段。

當前實驗室信息化的研究還僅限于個別實驗室或儀器設備的試點研究、技術層面關于技術實現的探討和理論層面關于管理模式的探討，缺乏全面、系統、科學、可推廣的實踐案例分析。今后，可以就高職院校的實驗室信息化建設、應用與管理作深入的探索、實踐與研究，并將信息化貫穿于整個實驗實訓中，從調研、建設、使用、管理等方面著手，結合行業特色與企業接軌，建設成校園智慧工廠。

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