中國高校近十年在世界頂級期刊上的文獻產出研究

湯建民 徐培培

(杭州電子科技大學 中國科教評價研究院，浙江 杭州 310018)

科技論文作為科學研究的系統總結和理論結晶，是衡量一個國家/機構科學研究水平最直觀、最重要的評價標準，尤其是發表在《細胞》《自然》《科學》(以下簡稱“CNS”)這些世界頂級期刊上的科技論文更能體現出一個國家/機構的國際競爭力和國際認可度。2021年是我國“十四五”規劃的開局之年，也是新一輪“雙一流”高校建設的開啟之年，在此關鍵時間節點，系統、全面、及時地分析和評估中國高校在世界頂級期刊的科研產出情況，對于中國高校特別是“雙一流”高校下一步科學制定科研發展戰略極為重要。基于此，本文擬從中國高校在CNS上發表的科技論文數據這一視角出發，統計分析中國高校近十年在世界頂級期刊上的刊文情況，力圖揭示中國高校在CNS上的發文隨著時間的推移所產生的各種變化，以便為我國政府管理部門、相關高校以及科研人員的科技決策提供參考。

本文選擇Web of Science(WoS)核心合集數據庫，利用高級檢索方式，檢索式設定為“SO=(Cell OR Nature OR Science) and CU=China”，時間設定為“2011—2020年”，文獻類型選擇“Article(論文)”“Review(綜述)”，檢索時間為2021年5月，共檢索得到2 303篇文獻。將這些數據經過清洗、篩選等處理后，整理出近十年中國高校(不包含港澳臺高校)主持或參與的1 768篇CNS文獻題錄數據形成的數據集。數據分析軟件主要采用Bibexcel和可視化應用軟件Ucinet。

一、文獻分布情況分析

科技論文是一種重要的學術成果形式，其數量的變化可以直接反映科學知識量的變化，是衡量機構科研成果的重要尺度之一。從長時間尺度的宏觀統計來看，高水平論文發表數量對于衡量中國高校的學術水平來說具有重要意義。

(一)文獻數量與時間分布

CNS發文量已經成為比較國家/機構科研產出質量的重要指標之一。根據WoS收錄的文獻數據，2011—2020年在中國高校主持或參與的1 768篇CNS文獻中，《細胞》有318篇、《自然》有807篇、《科學》有643篇(見表1)。總體來說，中國高校在三本頂級期刊上的發文量呈逐年增長的態勢，年度總發文量由2011年的60篇增至2020年的351篇，年均增加29篇。

表1 中國高校CNS發文量及期刊分布/篇

圖1為2011—2020年中國高校CNS發文量及其所占世界份額，清楚地展示了近十年中國高校高水平科研產出的變化。總體來看，近十年中國高校CNS發文量增長明顯。2011年，中國高校CNS總發文量為60篇，其中作為第一機構發文的有12篇，通訊機構發文的有11篇。2020年總發文量達到了351篇，其中作為第一機構發文的有124篇，比2011年增加了112篇；作為通訊機構發文的有196篇，比2011年增加了185篇。從世界份額的變化角度看，中國高校世界份額的提升也十分顯著。2011年中國高校CNS發文量僅占CNS總發文量的2.93%，2020年這一比例提高至15.42%，增加了12.49個百分點。

(二)CNS文獻的高校分布

作為中國國家創新體系的三大主體之一，高校科技研究隊伍學術思想活躍、人數眾多、新生力量不斷，是推動中國創新驅動發展的主要策源地(1)鄭慶全、楊慷慨：《中國共產黨發展高等教育的百年歷程、成就與展望》，《大學教育科學》2021年第2期，第34-41頁。。2011—2020年間，中國共有239所高校在CNS上發表過文獻。由表2可見，發文量在百篇以上的高校有7所，分別是清華大學(316篇)、北京大學(263篇)、中國科學院大學(231篇)、復旦大學(135篇)、中國科學技術大學(129篇)、浙江大學(109篇)和上海交通大學(106篇)；發文量在50—100篇的高校有3所，分別是上海科技大學(83篇)、中山大學(75篇)、南京大學(61篇)。發文量在10—50篇的高校有47所；發文量在1—10篇的高校有180所，其中發文量為1篇的高校有86所。統計數據后發現，中國超七成的高校在CNS上的發文量均在10篇以內。

統計數據顯示，在CNS上發文的各層次高校數量以及發文量都明顯增加。“雙一流”高校的數量由2011年的30所增至2020年的69所，增加了39所。“雙一流”高校CNS總發文量由2011年的56篇增至2020年的319篇，增加了263篇，其中作為第一機構的CNS發文量由10篇增至101篇。相較“雙一流”高校，非雙高校數量增長更加明顯，由2011年的12所增至2020年的71所，增加了59所，且占比有上升的態勢，由2011年的28.57%上升至2020年的50.71%。非雙高校CNS總發文量由2011年的9篇增至2020年的140篇，增長了14.6倍，其中作為第一機構發文的CNS發文量由2篇增至23篇。統計發現，“雙一流”高校近十年發表的CNS文獻量占中國高校CNS總發文量的比例超過了80%，與此同時，非雙高校的進步也十分亮眼(見圖2)。

圖1 中國高校年度發文量及占世界CNS年度總發文量的比例

表2 2011—2020年CNS發文量在25篇及以上的中國高校

圖2 中國各層次高校CNS總發文量及作為第一機構發文的CNS總發文量/篇

當然，從世界范圍看，中國高校與世界頂尖高校的差距還是很明顯的。比如，在世界一流頂尖高校中，2011—2020年哈佛大學的CNS發文量約3 000篇，麻省理工學院約1 900篇。僅僅從CNS發文量看，中國高校與世界頂尖高校的差距還十分明顯，建設世界一流高校還有很長的路要走。

二、科研合作情況分析

科研合作是科研工作者為了達到生產新的科學知識這一共同目的或實現各自的科研目標而進行的協同互助的科學活動(2)謝彩霞、劉則淵：《科研合作及其科研生產力功能》，《科學技術與辯證法》2006年第1期，第99-102頁。。在當今各學科深度交叉融合的時代背景下，隨著科技全球化趨勢的不斷擴大，國際化已成為當今科學研究的重要特征之一，國際科技合作的重要性也不言而喻。

(一)論文合作國家和機構的分布

近十年來，中國高校共與153個國家之間有過科研合作，從2011年的48個合作國家發展到2019年的131個合作國家，2020年疫情期間也與123個國家合作了CNS論文。2011—2020年與中國高校合作CNS論文數超過100篇的國家有14個，分別是美國、英國、德國、日本、法國、澳大利亞、加拿大、瑞士、荷蘭、西班牙、丹麥、意大利、瑞典和韓國。其中，與中國合作最密切的是美國，共計合作了1 189篇論文，合著論文數占總論文數的67.25%；然后依次是英國(256篇，占14.48%)、德國(228篇，占12.90%)、日本(156篇，占8.82%)、法國(150篇，占8.48%)。表3列出了合著排名前五的國家及其主要合作高校名稱。

由表3可見，美國的哈佛大學、麻省理工學院、斯坦福大學，英國的劍橋大學、牛津大學，德國的柏林自由大學、馬爾堡大學，日本的東京大學、名古屋大學，法國的巴黎文理研究大學等，是中國主要的合作高校。

表3 中國高校CNS論文國際合作分布情況

(二)科研合作中主導地位的變化

從合作方式的主導地位看，中國高校的主導地位近年來迅速增強，很多領域已從“跟隨和參與”逐步向“領跑和主導”轉變。圖3展示了近十年中國高校作為第一機構或通訊機構在CNS上發文量占比的變化。統計這兩個指標是因為：第一機構一般是科技論文初稿的主要完成人和課題的具體實施人，而通訊機構一般是主要學術思想的提出者和課題的總負責人(3)賈賢、王霞、李忠富等：《科技論文中等同貢獻作者和共同通訊作者的署名問題》，《中國科技期刊研究》 2012年第4期，第603-605頁。，對比分析中國高校作為第一機構和通訊機構的發文比例，可以清晰顯示這一階段中國高校主導程度的高低及其變化趨勢。由圖3可知，2011—2015年作為第一機構的總發文量都大于或等于通訊機構的總發文量，但自2016年起，作為通訊機構的發文量超過了作為第一機構的發文量，且兩者間的差距還呈擴大的態勢。這表明，中國高校自2016年以來在國際科技合作中的主導地位已越來越強，呈現出明顯的穩步上升態勢，不少國際科技合作已從被動式、參與式轉變為主動式甚至是主導式。

圖3 2011—2020年第一機構或通訊機構為中國高校的發文量及占比

三、研究主題與學科分布分析

對2011—2020年中國高校發表在CNS上的文獻的關鍵詞以及學科分布進行分析，不僅可以對中國高校的研究焦點有清楚的認識，探究中國高校目前在國際頂級期刊上發表的研究成果主要集中于哪些學科，也可以從一定程度上了解高校目前的科研動態，為未來高校的學科建設提供參考。

(一)研究主題分布

關鍵詞作為科學論文中的重要指示詞匯，對研究主題具有約束力，是文獻計量研究中重要的分析指標，能在一定程度上反映文獻的研究主題(4)Cheng F, Huang Y, Yu H, et al.，Mapping Knowledge Structure by Keyword Co-occurrence and Social Network Analysis Evidence from Library Hi-Tech between 2006 and 2017， Library Tech, 2018,No.4,pp.636-650.。本文通過Access建立數據庫，在高校機構、關鍵詞、核心機構(高校)和高頻關鍵詞之間建立關系，并利用VBA程序建立起核心機構(高校)—高頻關鍵詞共現矩陣，最后使用Ucinet進行可視化，得到機構—關鍵詞關聯共現圖譜(見圖4)。本文力圖通過上述操作，探究中國高校目前在國際頂級期刊上發表的研究成果主題，并在一定程度上展示中國當前的科學研究最新動態。

圖4中，方塊節點代表核心高校，方塊越大說明該高校發表的CNS論文越多；圓圈節點代表關鍵詞，圓圈越大說明該關鍵詞的出現頻次越高；連線代表機構與關鍵詞之間的關聯關系。

圖4 2011—2020年中國高校CNS論文機構—關鍵詞關聯共現圖譜

從圖4可知，近十年中國高校發表的CNS論文中主要關鍵詞有Proteins(膜蛋白、蛋白質、氨基酸)、Expression(表達)、Genes(基因)、Activation(激活)、Mechanisms(機制)、Identification(身份識別)、Cells(細胞)等，不難發現這些關鍵詞基本上都是生命科學領域的研究內容。根據趙蓉英等(2016)對中國科技人員CNS論文的研究，發現從2005年起，生命科學逐漸成為科技人員研究的主要領域(5)趙蓉英、全薇：《中國學者在世界頂級期刊的發文分析——基于2000—2015年Cell、Nature和Science的載文統計分析》，《情報雜志》2016年第10期，第95-99頁。。2011—2020年間，生命科學領域仍是中國高校學者的關注焦點，同時從事生命科學研究的高校也越來越多。統計數據還顯示，近十年除了生命科學領域外，化學領域和物理學領域相關研究的熱度也有所上升，與之相關的關鍵詞頻次較高，如：Crystal-Structure(晶體結構)、Cryo-Em Structure(低溫電磁結構)、Resolution(解析度)、Beam Induced Motion(光束感應運動)、Chemistry(化學)等。從高校分布看，清華大學、北京大學作為中國高校的排頭兵，CNS論文不僅數量多，所涉及的研究領域也十分廣泛，幾乎與每一個高頻關鍵詞都有連線；復旦大學、上海交通大學與高頻關鍵詞的連線也較多；新型研究型高校如中國科學院大學、上海科技大學、南方科技大學和西湖大學，在CNS發文量上也表現不俗，主要與Activation(激活)、Proteins(膜蛋白、蛋白質、氨基酸)、Crystal-Structure(晶體結構)等關鍵詞有連線。

(二 )學科分布

通過統計中國高校在CNS上發文的學科分布，可以了解國內高校的學科發展水平。在統計不同學科的發文情況時，進一步運用科睿唯安的InCites數據庫，以ESI學科分類體系為依據，將論文分成22個學科，即分子生物與遺傳學、物理學、地球科學、生物與生化、化學、環境/生態學、植物與動物科學、空間科學、材料科學、神經科學與行為、免疫學、臨床醫學、微生物學、一般社會科學、藥理學與毒物學、工程科學、精神病學/心理學、農業科學、經濟與商學、計算機科學、數學、多學科。

圖5為2011—2020年中國高校CNS發文的學科分布圖。從高校各學科發文量看，中國高校在CNS上發文較多的是分子生物與遺傳學、物理學、生物與生化、化學、地球科學、材料科學、植物與動物科學等學科的論文。其中，分子生物與遺傳學的發文量是最多的，總計發文698篇，占高校CNS總發文量的37.35%，共計被引13萬余次，發文量遠超其他學科；其次是物理學，總計發文277篇，共計被引4萬余次。從高校各學科發文量在世界的占比看，材料科學的占比最高，達15.91%，2011—2020年中國機構共計在CNS上發表材料科學論文101篇，其中高校主持或參與的論文超九成，為91篇；其次是物理學(277篇)，占9.06%；化學、微生物學占比也較高，分別為8.17%、7.00%。由此可見，中國在宏觀生命科學領域(如微生物學、藥學、植物與動物科學等方面)的發展整體已居于世界前列；分子生物科學布局也已較好地完成并獲得迅速發展。中國越來越多的學科追上了世界前沿科技的腳步，甚至完成了從跟隨者到領跑者的轉變。同時也要看到，在一般社會科學、精神病學/心理學、經濟與商學等學科領域，中國高校在CNS發文的表現還明顯較弱。

圖5 2011—2020年中國高校CNS發文學科分布(6)對于論文的學科分類，本研究使用了InCites數據庫里的數據。ESI將每篇論文按照其參考文獻分類到21個科目中，無法分類的劃歸于多學科中。

四、文獻影響力

近年來，中國高校發表在國際學術期刊上的論文數量快速增長，但這些論文在卷帙浩繁的科研文獻中的地位和影響力如何，是值得進一步關注的問題。參照學術影響力的定義，文獻影響力是指某一段時期內發表的文獻對相關學術研究領域內科研活動的影響范圍和影響深度。研究文獻影響力的意義在于，它可以在一定程度上表征文獻的質量以及其被學界和同行關注的程度。

分析一個國家/機構所發表文獻的影響力，通常會將所發表論文的被引頻次作為指標。單就一篇論文而言，被引頻次越多，說明該論文受到的關注程度越高，學術影響力越大，后續被其他學者引用的概率也就越大。因此，統計2011—2020年各高校發表的高被引論文數對于分析高校在國際上的學術影響力有一定的價值。

2011—2020年中國共有239所高校在CNS上發表了1 768篇論文，總被引頻次為32萬余次。其中，單篇被引頻次最高的是清華大學參與的、2013年發表在《科學》上的MultiplexGenomeEngineeringUsingCRISPR/CasSystems，總被引頻次為7 172次。從高校作為第一機構發文來看，單篇被引頻次最高的是蘇州大學康振輝教授帶領的課題組于2015年發表在《科學》上的Metal-freeEfficientPhotocatalystforStableVisibleWaterSplittingViaaTwo-electronPathway，總被引頻次為2 394次。其他單篇被引頻次超過2 000次的發文高校還有復旦大學和華中科技大學(各1篇)，分別被引2 290次和2 019次。從最高單篇被引頻次的差距可以看出，由中國高校主導的論文的影響力還有待提升。

表4為前100篇高校作為第一機構的高被引論文的分布情況。高被引論文在10篇以上的只有北京大學和清華大學；5—10篇的有4所高校，分別是中國科學技術大學、上海交通大學、復旦大學和浙江大學；2—5篇的有10所高校，包括中國農業大學、北京航空航天大學、華中科技大學和中山大學等；1篇的有20所高校。總的來說，高被引論文主要來自國內頂尖高校，如北京大學、清華大學等。

表4 2011—2020年高被引論文的高校(第一機構)分布情況

除了比較高被引論文數量的視角外，篇均被引頻次顯然也可以在一定程度上反映一個機構整體的科研水平，但它會受到總發文量的影響，且難以反映其現行狀態和動態發展趨勢，因此，本文借鑒了中國科學技術部墨宏山等(2016)定義的國家/機構論文被引強度(NCI)的概念(7)墨宏山、韓莉、張峰等：《中國科研機構Nature和Science論文的影響力分析》，《科學觀察》2016年第4期，第1-8頁。，從文獻計量角度來分析中國高校CNS文獻的影響力。墨宏山等定義的NCI2(8)NCI2代表以兩年為一個統計單位，反映一個國家(或機構)兩年內論文被引強度。為：

本文分別計算了中國科研機構、中國高校2011—2020年在CNS上發文的NCI2，并將其與CNS期刊自身影響因子作對比(見圖6)。結果顯示，無論是科研機構還是高校，2011—2020年發表的CNS文獻的NCI2總體不斷上升，且高校的NCI2較科研機構的NCI2更具優勢。此外還發現，科研機構和高校在CNS上發表論文的近五年NCI2都大于期刊自身的影響因子，這表明至少是近五年，中國科研機構和高校發表的CNS論文的影響力不僅達到了三本期刊本身代表的水平，而且對期刊起到了正貢獻。

圖6 中國科研機構和高校在CNS上發文的NCI2

本文進一步比較2011—2020年間，中國與美國、英國、德國、法國和日本在CNS上的文獻產出情況以及在CNS上發表文獻的NCI2(見圖7)。結果顯示：中國雖然在論文總數、總被引頻次等指標上落后于上述國家，但科研機構和高校的NCI2總體上都已超過上述科技強國。

圖7 中國與美國、英國、德國、法國和日本的NCI2比較

五、結論及建議

本文對WoS數據庫中收錄的中國高校2011—2020年主持或參與的1 768篇CNS文獻，從文獻量、國家與機構、關鍵詞、學科分布、文獻影響力等方面進行研究，得出以下結論。一是從文獻數量上看，中國高校在CNS上的年度發文量及所占世界份額整體上保持穩定增長態勢。當然，從總發文量上看，中國與美國等發達國家相比還存在較大差距，仍需繼續發力。二是從發文高校數量上看，在CNS上發文的中國高校數量在逐年增加，越來越多的高校在CNS上占據了一席之地，高校已經成為中國科技大軍中最重要的力量。三是從科研合作上看，在學科高度融合的驅動下，中國合作發文量不僅在穩步增長，而且近年來已經成為國際科學研究合作網絡的中心節點之一。在國際合作中，中國高校的角色在部分領域上已經從被動的跟隨者轉變成主導式的領跑者。四是從文獻影響力上看，近年來中國高校發表的文獻影響力不僅在逐年提升，且整體水平已經達到或接近美國等教育強國的水平。當然也要看到，中國與一些教育強國的文獻總量、文獻總被引頻次等指標相比，差距仍然很大。五是從研究主題和學科分布上看，中國的材料科學、物理學、化學、微生物學等學科的整體學術影響力已經接近世界科技強國水平，但一般社會科學、計算機科學、數學等學科領域的差距仍較大。

近年來中國高校科技創新發展非常活躍，已成為國際科技合作最活躍的主體之一，整體科研實力及影響力都大幅提升，但在“質”“量”上與世界一流大學相比還有差距，因此應該采取強有力的發展措施，繼續保持這種發展態勢。具體可在以下五個方面著力。

(一)科學制定未來的發展戰略

認真總結各條戰線上的發展經驗極為重要，高校科技領域也不例外。當前，中國高校建設正處于質量提升和全面深化改革的重要轉折點。面對未來世界的不確定性以及隨之而來的各種機遇與挑戰，中國高校既要總結走過的科技創新發展歷程的成就，更要著眼于未來的發展，全面、及時、準確地總結科技創新工作中的成敗得失，科學制定未來的科技創新發展戰略，勇挑重擔，釋放基礎研究、科技創新的潛力，聚焦國家戰略需要，瞄準關鍵核心技術，扎根中國大地、聚焦中國問題、立足中國國情，使發展目標更明確、發展步伐更穩健。

(二)繼續加強基礎科學研究

基礎科學研究是科技創新的重要源頭和重要知識供給，是整個科學體系的源頭，也是所有技術問題的總機關。CNS論文作為基礎科學研究最重要的成果形式之一，反映了一個國家的科技實力和水平，是國際科技地位的直接體現。當前，中國在CNS上的總發文量雖然呈現迅猛增長態勢，但與美國相比仍存在顯著差距，重大原創性成果缺乏的局面也依然沒有得到根本性的改變。因此，應繼續加強基礎科學研究，加大對高校基礎研究的投入，優化投入結構，把握基礎研究與應用研究相結合的發展趨勢，完善適用于基礎研究特點和規律的經費管理制度，爭取在滿足國家戰略需求的關鍵科學問題和核心技術上取得突破，早日建成科技強國。

(三)繼續堅持與加強國際合作

在當前大變革、大調整的時代背景下，創新合作的需求與日俱增，需要科技人員繼續發揚和平合作、互學互鑒的絲路精神。中國雖然不斷遭到發達國家的貿易霸凌和科技打壓，但必須堅持加強國際合作不動搖，堅持積極參與國際科研項目，積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程，在提升全球創新資源整合能力的同時，深度參與全球科技創新治理，推進科研的國際化。在具體策略上，要轉變合作思路，創新合作途徑，拓展新的領域。此外，要正確處理好科技國際合作與科技自立自強之間的動態平衡關系，注意應時而變、應勢而變、應需而變。

(四)繼續重視頂尖人才的吸引、培養和使用

世界科技強國的競爭實質上是高科技領域頂尖人才的競爭。中國必須營造有利于頂尖人才吸引、培養和使用的宜人環境，包括政治環境、經濟環境、文化環境和教育環境，真正做到步子更大一點、膽子更大一點、機制更靈活一點，吸引更多的人才在更廣的學科專業領域布局并最終實現突破。只有留得住、用得好人才，才能讓更多的人才匯聚到中國科技創新的關鍵領域和重要戰略布局中來，共同加快中國的科技強國建設。

(五)進一步促進高校科技成果轉化

高校作為基礎研究的主力軍和原始創新的主戰場，其科技成果轉化的質量和效率直接影響區域科技創新實力和創新競爭力。因此，高校要推動產學研深度融合，將科技成果充分運用到現代化事業中去，增強高校服務社會的能力；要引導創新龍頭企業、科研院所和高校共同參與組建產業創新聯盟、創新成果轉化共同體，及時推動高校重大科技成果就地就近轉移、轉化；要秉持全球視野、擴大開放合作，積極推動科研人員及科研團隊勇敢走出校門和實驗室，主動融入全球創新網絡，共同破解科學難題、共享科技成果，開創中國科技成果轉化欣欣向榮的嶄新局面(9)王志剛：《推進科技成果轉化 支撐高質量發展》，《科技日報》2021年12月2日，第1版。。