國內實驗室安全教育研究的特征與熱點
——基于CiteSpace的可視化分析

鄭前進

（中國礦業大學（北京）教務處，北京 100083）

0 引言

實驗室安全是高校開展實驗教學和科學研究的基礎和保障，實驗室安全教育是實驗室安全工作的長效舉措。長期以來，廣大研究者對實驗室安全教育的路徑和策略等各方面開展了大量研究，取得了許多有價值的研究成果。但是鮮有學者專門對實驗室安全教育研究進行系統的梳理、統計和歸納。因此，有必要采用文獻計量與可視化分析相結合方法，對近20 年來發表的有關實驗室安全教育研究文獻進行全面、系統梳理和分析，直觀呈現該領域的研究特征和熱點，為今后的相關研究工作和管理實踐提供借鑒和參考。

1 研究設計

1.1 研究數據

以中國知網（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）期刊數據庫為數據檢索源，檢索條件如下：①主題為“實驗室安全教育”；②時間范圍為2004 ～2022 年；③來源期刊類別勾選“全部期刊”。檢索時間是2022 年4 月15 日。初步檢索得到500 篇中文文獻。經逐篇核對，人工剔除書評、無作者機構、無關鍵詞等7 篇，最終得到493 篇有效文獻。按照Refworks文獻格式導出軟件分析所需數據txt文本，同步導出文獻明細xls表格。

1.2 研究方法

采用文獻計量和科學知識圖譜信息可視化相結合方法開展實驗室安全教育研究的特征與熱點分析。應用EXCEL 和可視化軟件CiteSpace（版本號：5.8.R3c），從文獻產出、基金支持、文獻被引、來源期刊、研究作者和發文機構等方面進行統計與分析，全維度了解實驗室安全教育的研究現狀和基本特征。應用CiteSpace繪制生成關鍵詞共現和聚類等圖譜，分析圖譜表征信息，并結合文獻深度閱讀，探究實驗室安全教育的研究熱點。CiteSpace是美國德雷賽爾（Drexel）大學教授陳超美博士［1］研究團隊基于JAVA 語言開發，主要用于分析和挖掘科研文獻數據，分析其研究熱點和演進趨勢，被廣泛運用于科研文獻計量領域。

1.3 參數設置

應用CiteSpace繪制相關圖譜的參數，經反復測設和效果對比，確定統一設置如下：①時區分割（Time Slicing）的時間跨度為2004 年1 月至2022 年4 月，單個時區長度（Years Per Slice）為2；②數據篩選策略（Selection Criteria），采用G-index（g指數）方法設定閾值抽取數據，g指數參數k＝100；③網絡裁剪（Pruning）方法選擇尋徑網絡法（Pathfinder），裁剪策略為裁剪單個切片的網絡（Pruning sliced networks）；④節點（Node Types）在繪制分析時對應勾選作者（Author）、或機構（Institution）、或期刊（Source）、或關鍵詞（Keyword）；⑤其他設置保持默認。

2 研究特征

2.1 文獻產出特征分布

實驗室安全教育研究文獻產出年度分布情況如圖1 所示，整體呈穩步增長態勢。具體可劃分為3 個階段：第1 階段（2004 ～2006 年）為初步探索期，發文量極少；第2 階段（2007 ～2014 年）為穩步增長期，年均產出13 篇；第3 階段（2015 年至今）為快速發展期，增量明顯，增速較快，2021 年達到88 篇，這與近年來教育部多次發文要求做好實驗室安全工作的政策導向有關。另外，擬合指數預測曲線后顯示，從2007 年開始，每年發文量均達到或超過了指數預測線，可以預見實驗室安全教育研究仍將呈現快速發展趨勢。

需要關注的是，在產出數量逐年快速增長的情況下，產出質量未能呈現同步發展趨勢。圖1 顯示，核心文獻產出始于2007 年，累計141 篇，在發文量中占比28.6%，2008 ～2015 年間屬高位波動產出階段，2009年占比達50%，是歷史最高值。2015 年后，隨著發文量的大幅增加，核心文獻占比下探至26.3%的年均水平并趨于穩定。

2.2 基金支持特征分布

針對樣本數據493 篇文獻的基金支持情況進行了量化統計，結果如圖2 所示。59.6%的文獻得到了基金資助，2014 年達到峰值76.5%，之后占比情況呈高位平穩趨勢。在有基金支持的產出文獻中，屬多個基金資助情況占比41.8%，其中2 篇文獻的支持基金數多達7 項。基金的大力支持，助力實驗室安全教育研究成果的快速增長產出。

2.3 文獻被引特征分布

文獻被引頻次體現了文獻的質量、影響力，高頻被引文獻和發表時間較早文獻可以一定程度上代表了研究領域的基礎知識點［2］。基于CNKI提供的文獻信息，整理統計得出文獻被引頻次和下載量如圖3所示，平均被引頻次呈穩步下降態勢，平均下載量在整體下降趨勢中小幅波動。從高頻被引文獻表1 中可以看出，“加強安全教育是保障高校實驗室安全的關鍵”被引頻次最高（232次），下載量居第二（2179次），說明該文在實驗室安全教育研究領域起著基礎性的重要作用。

表1 高頻被引文獻（排序前9）

圖3 文獻年平均被引頻次和年平均下載量分布

2.4 來源期刊特征分布

對樣本文獻的期刊來源進行統計分析，結果顯示：隨著實驗室安全教育研究文獻的不斷增加，載文期刊逐漸增多。493 篇文獻刊載在176 種不同的期刊上，平均刊載量2.8 篇以上的期刊22 種，其中載文量10篇以上期刊有9 種（5.1%）（見表2），合計載文量220篇（40%）。核心期刊《實驗技術與管理》和《實驗室研究與探索》是實驗室建設、安全管理、實驗教學等相關領域內的高質量期刊，刊載量分別位列一、二，合計占比24.5%，說明實驗室安全教育學術質量達到一定深度。

表2 高量刊載文獻期刊（載文量》10 篇）

2.5 研究作者特征分布

基本概況。從參與作者的維度統計看，493 篇文獻共涉及708 位作者，其中14.4%的作者發文多篇，發文量最多的是韓山師范學院黃俊生（7 篇）和天津理工大學王曉艷（7 篇）。從第一作者的維度統計看，493篇文獻第一作者共有455 人，發文多篇作者33 人（7.3%），發文量最多的是韓山師范學院黃俊生（4篇）。兩個維度的統計結果均說明：研究人員間成果產出差距不大，整體呈分散狀態，大部分研究人員的研究工作缺乏持續性和長期性。

核心作者。根據普萊斯提出的核心作者計算公式MP＝0.749（NPmax）1／2（NPmax為最高產作者的發文數量），發文量在MP篇以上作者為核心作者，當核心作者發文量占發文總量的比例達50%時，可認為該研究領域形成核心作者群［3］。已統計顯示NPmax＝4（按第一作者維度），代入公式計算取整MP＝2，多篇論文作者即為核心作者共有33 位，合計發文量占樣本文獻量的比例是14.4%，很顯然，在實驗室安全教育研究領域未形成核心作者群。

作者合作。應用CiteSpace 生成作者合作網絡知識圖譜（見圖4），圖中一個節點代表一位作者，節點和字體大小均表示作者發文量多少，節點之間的連線代表合作關系，連線粗細程度表示合作強度（合作發文量多少），線條顏色與上方年份相對應。由圖4 可以看出，作者間的合作較為普遍，形成了許多合作團體。但是，這些團體之間的關聯連線較少，表示合作稀疏，外部網狀聯系較弱。作者數據經EXCEL 統計發現，493篇文獻中，合作發文所占比例達78.5%，其中多達92%的合作發文量為單位內部合作形式，僅8%是單位之間合作發文情況，與圖4 所呈現的作者合作關系特征相一致。

圖4 作者合作網絡知識圖譜

2.6 發文機構特征分布

對樣本文獻的發文機構按照保留一級名稱和取第一作者所屬機構名稱的方式進行標準化處理，后經統計，493 篇文獻產自280 個單位，主要研究力量集中在高校，整體比較分散。發文量在7 篇（含）以上的單位共有9 個（見表3），均為高校研究機構，5 所中國頂尖一流大學名列其中。文獻產出最多的是首都醫科大學12 篇，該校有眾多全國聞名的附屬醫院，在實驗室的生物安全教育研究領域發揮著一定主導作用。清華大學發文量9 篇位居第四，文獻平均被引頻次在高產文獻機構中排第一，被引頻次最高文獻也產自該校，在實驗室安全管理和安全教育研究領域處于基礎核心地位。

3 研究熱點

關鍵詞是一篇文獻的重要組成部分，是其核心內容的高度概括和凝練。某種程度上來說，對關鍵詞進行統計與分析，可以從中窺見研究領域主要研究方向和熱點話題。使用CiteSpace 軟件繪制生成關鍵詞共現知識圖譜見圖5，圖中節點大小表示關鍵詞出現的頻次，節點越大，頻次越高；連線粗細表示關鍵詞的共現關系（即在同一篇文獻中出現的次數），連線越粗，共現關系越強。可以看出，實驗室安全教育研究的熱點分布廣泛，涉及安全管理、考試系統、互聯網+、教學模式、課程體系等。

圖5 關鍵詞共現知識圖譜

在圖5 基礎上，生成整理得到頻次為7 以上的高頻關鍵詞如表4 所示，高中介中心性（≥0.1）關鍵詞有3 個，前兩位是“安全教育”（1.06）和“實驗室”（0.47），均為檢索詞內含詞，“安全管理”（0.25）位列第三，說明在實驗室安全教育研究中，“安全管理”是研究的重點，也是研究的“樞紐”。

表4 高頻關鍵詞（頻次7 以上）

對圖5 進行聚類，并采用LLR對數極大似然率算法提取聚類標簽，其聚類模塊值（ModularityQ，簡稱Q值）為0.683 ＞0.3，平均輪廓值（Mean Silhouette，簡稱S值）為0.9383 ＞0.7，表示聚類結構顯著，聚類效果良好［4］，進一步生成整理得到聚類信息如表5 所示，從中對比看出，一半聚類標簽名稱為高頻關鍵詞。

表5 2014-2022 年實驗室安全教育研究關鍵詞聚類

表4 和表5 這些詞在一定程度上反映了實驗室安全教育的研究熱點，進一步結合相關文獻及全部核心文獻的二次深讀，可以總結歸納得到實驗室安全教育研究熱點為以下5 方面。

（1）實驗室安全教育意義認識。正確認識實驗室安全教育的意義，是重視和加強實驗室安全教育工作的前提。實驗室安全教育是實驗室安全管理工作的基礎和重要內容［5］，是落實實驗室安全源頭管理的關鍵措施［6］。研究發現，88%以上的實驗室安全事故是由于人的不安全動作引起［7］，通過安全教育，可以增加個體的安全知識、提高安全意識、養成安全習慣等，改善個體的不安全動作，減少和避免實驗室安全事故的發生［8］。教育的根本任務是立德樹人，安全教育也是立德樹人的過程，其深層次的教育目標是要培養學生能敬畏生命、勇擔責任、遵守規則，樹立正確的安全道德價值觀［9］，使得學生在學習、工作和生活等方面終身受益。

（2）實驗室安全教育體系構建。系統、科學的實驗室安全教育體系是確保實驗室安全的有效手段和長效機制，備受研究人員廣泛關注，黃凱［10］闡述了北京大學符合人才培養目標的大安全教育體系的構建實踐；顧昊等［11］探討了契合“針對性、全程性、全員性、全時性”四性特點的教育體系的構建方法；金仁東等［12］系統構建了分級分層的教育體系；陳亮等［13］研究了以教育培訓、隱患排查與風險評估、應急處置為基礎的教育體系，方瑾等［14］系統構建了“一式、兩化、四推進”的教育體系，曹穎等［15］提出了融合課程思政的“1 +N+5 +1”的教育體系。這些教育體系的研究與探索，與近年來教育部在連續開展的高校實驗室安全檢查工作中，多次提出的要把實驗室安全教育納入學生的培養環節，實行“全員、全程、全面”以及分門別類的安全教育指引和要求相一致。

（3）實驗室安全教育內容分類。實驗室安全教育內容研究的主要觀點有：內容性質層面，分為通識類、準入類和專業類［16］；內容特點層面，分為安全知識、安全技能和安全對策［17］；內容主體層面，分為人身安全、財產安全和環境安全［18］；內容類型層面，分為消防安全、用電安全、生物安全、設備安全、化學品安全、環境保護等［19-20］，這種劃分較為普遍；內容要求層面，分為指示類、指令類、警告類和禁止類［21］。綜合上述研究觀點，認為實驗室安全教育的內容可以整體概況包括思想教育、法制教育、安全知識教育、安全技能教育以及預防教育等。不同層次不同年級學生、不同學科專業、不同風險等級實驗室的教育內容不同。

（4）實驗室安全教育課程設置。實驗室安全教育課程的設置，從課程性質來看，包括必修和選修課程。從課程內容來看，包括通識教育類和專業教育類課程。具體來說，高校均開設了必修性質、通識教育類的“規定性”課程“大學生安全教育”；部分高校結合學科或專業類特點開設通識與專業知識相結合課程，比如材料學科的“實驗室安全基礎”［22］、化學學科的“實驗室安全與環保”［23］等；另外，許多高校實施了實驗室準入制度，開展準入教育，要求學生進入實驗室前必須通過學習考核［24］，但是鮮有以規定學時學分課程的形式實行準入課程教育。

（5）實驗室安全教育方法改革。教育方式方法的創新與運用，對于提升實驗室安全教育效果至關重要，研究人員對其進行了廣泛探索，主要集中在以下兩方面：①傳統教育方式的創新，采用“課堂+實踐”相結合，引入案例研討或案例教育，引入消防和應急演練等體驗式教學［25］；②信息技術的融合應用，開展線上線下混合教學和翻轉教學，引進MOOC 資源，制作微課［26］，建設互聯網與微信或小程序相結合的實驗室安全教育與考試平臺［27］，等。另外，應用虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術，開展沉浸式、交互性實驗室安全教育［28-29］，是近年來實驗室安全教育的研究熱點和發展趨勢，關鍵詞聚類和突現結果也反映了這點。

4 結論與建議

4.1 研究結論

（1）從文獻的時間分布特征來看，2004 年以來，我國實驗室安全教育在基金的大力支持下，文獻數量總體呈現穩步增長的趨勢，未來仍有快速發展的態勢。但是文獻平均被引頻次基本呈線性遞減狀態。

（2）從文獻的研究主體特征來看，實驗室安全教育的研究機構主要為高校，其中“雙一流”建設高校貢獻較大，機構之間的合作較少；研究領域尚未形成核心作者群，研究工作缺乏連續性和長期性，作者之間合作較為普遍，但是合作團體之間的合作以及團體成員之間的交叉合作很少。

（3）從文獻的來源期刊特征來看，載文期刊種類繁多，但是載文量相對集中。近年來，核心文獻占比趨于穩定，其中期刊《實驗技術與管理》載文量最多，以占樣本文獻量15%居首。

（4）通過關鍵詞共現知識圖譜和聚類、中介中心性及頻次的分析，結合對樣本文獻的二次閱讀，歸納出我國實驗室安全教育的研究熱點主要為5 個方面，即實驗室安全教育意義的認識、教育體系的構建、教育內容的分類、教育課程的設置和教育方法的改革。可以預計這些研究熱點仍會繼續受到研究人員和管理人員的廣泛關注，并開展更加深入的研究和實踐。

4.2 研究建議

（1）增強合作研究。跨機構、跨學科交流與合作，有利于碰撞思想火花，開拓研究新思路，產生研究新成果［30］。因此，研究人員有必要走出校內的小合作團體這個“小圈子”，增強校際合作、校企合作和校政合作，拓展合作的橫向空間和縱向深度，促進優質資源的共享與整合，形成高質量成果。

（2）關注國外研究。樣本文獻研究發現，關注國外高校實驗室安全教育的學者和文獻較少，缺乏相關的專題研究和比較研究。今后有必要加強對國外理論與實踐經驗的借鑒與比較研究，探索符合國內實驗室安全教育的本土化策略。

（3）融入思政教育。“課程思政”要與“思政課程”同向同行，形成協同育人效應。實驗室安全教育的根本任務是“立德樹人”，在實驗室安全教育全過程中，需要有機融入和有效踐行“課程思政”教育。徐圓圓［31］等進行了這方面的探究和思考，提供了新的研究方向，今后研究人員有必要對其開展更全面和更深入的研究。