開放式科研模式分析及對高校科研運作的改變*

□樊文強　王志博　韓穎穎

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開放式科研模式分析及對高校科研運作的改變*

□樊文強王志博韓穎穎

摘要：網(wǎng)絡(luò)時代的科學(xué)研究在研究方法、運作方式、傳播交流等方面正發(fā)生著深刻變革，開放式是重要趨勢之一。開放式科研是網(wǎng)絡(luò)時代科研模式的創(chuàng)新，其本質(zhì)在于盡可能廣泛地與網(wǎng)絡(luò)民眾建立連接，將分散在網(wǎng)絡(luò)各處的各專業(yè)才能匯集成強大的集體智慧。開放式科研模式多樣，主要包括：開放解題、開放競賽、社會化科學(xué)觀察、開放式信息識別、趣味性公眾科學(xué)、研究眾籌、群體化合作知識構(gòu)建、社會化編碼、基于開放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究、基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作等。這些開放式科研模式在參與群體、眾包形式、所得回報、運作環(huán)境以及適用的科研環(huán)節(jié)等方面有一定差異。開放式科研重在構(gòu)建一個開放的、動態(tài)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，有助于提升科研效率、節(jié)省科研成本。高校應(yīng)以更加開放的理念和形式開展科研活動，充分借助網(wǎng)絡(luò)與各類資源建立開放式的動態(tài)連接，并對科研人員開展和參與開放式科研提供支持、予以認可。

關(guān)鍵詞：開放式科研；開放創(chuàng)新；科研眾包；公眾科學(xué)；開放科學(xué)

網(wǎng)絡(luò)時代的科學(xué)研究正發(fā)生著深刻改變，其中開放式是重要趨勢之一。以網(wǎng)格計算為核心的e-Science系統(tǒng)將分布在不同地理區(qū)域的科研資源和計算能力進行有機整合，極大地促進了大規(guī)模協(xié)同研究的開展，使科研活動更加開放?；谏缃痪W(wǎng)媒的科學(xué)交流使正式科學(xué)交流和非正式科學(xué)交流都變得更加開放，促進了科研信息的公開分享以及面向公眾的科學(xué)傳播。開放存取運動在不斷消除科研成果的傳播壁壘，降低了科研人員和社會大眾獲取科研成果的成本?？梢哉f，網(wǎng)絡(luò)時代具有開放性的協(xié)同研究越來越多，科研資源的公開程度越來越大，共享合作行為不斷增加。在此背景下，各種開放式科研（Open Research）模式不斷涌現(xiàn)，擴展了科研選題、數(shù)據(jù)獲取、研究過程及成果生成等不同科研環(huán)節(jié)的開放性。本文結(jié)合具體案例對已有開放式科研模式進行總結(jié)，并探討其對大學(xué)科研的啟示。

一、開放式科研的主要模式

傳統(tǒng)上，科學(xué)家或其團隊主要采取孤軍奮戰(zhàn)的模式開展科學(xué)研究，并主要通過發(fā)表論文、參加學(xué)術(shù)會議等方式分享和交流學(xué)術(shù)成果。開放式科研則在科學(xué)研究過程中的某個環(huán)節(jié)或多個環(huán)節(jié)上對外開放，邀請外部力量參與其中。邁克爾·尼爾森（2012）較早對開放式科研進行了關(guān)注，在《重塑發(fā)現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)化科學(xué)的新時代》中描述和分析了眾多開放式科研案例。張曉林（2013）指出這些案例運用了開放解題、開放研究競賽、研究眾包、研究眾投、社會化科學(xué)觀察分析等創(chuàng)新機制。本文在已有開放式科研實踐和研究基礎(chǔ)上，將開放式科研歸納為如下幾種模式。

1.開放解題

Polymath Projects是開放解題模式的典型案例。Polymath Projects的含義是大規(guī)模在線協(xié)作式數(shù)學(xué)項目。這一模式起源于劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)家Tim Gowers開展的一項解題實驗，他將一道數(shù)學(xué)難題發(fā)布在自己的博客上，并公開邀請網(wǎng)民一起求解，希望具有不同專長的人參與到解題中來，提供不同視角，彼此啟發(fā)（Wikipedia，2015a）。Tim Gowers的開放解題邀請得到了積極的回應(yīng)，在開始的37天內(nèi)，共有27人參與，共發(fā)表相關(guān)評論800多條（邁克爾·尼爾森，2012）。Tim Gowers在7周后發(fā)表博客表示問題已經(jīng)被解決，而且至少發(fā)表了兩篇相關(guān)成果的論文（Wikipedia，2015a）。在第一道難題被集體攻克后，Polymath Projects這種開放解題模式被延續(xù)下來，構(gòu)建了一個專門支持在線協(xié)作式數(shù)學(xué)解題的平臺，逾百名數(shù)學(xué)家及其他領(lǐng)域的科學(xué)家參與其中。

大規(guī)模在線協(xié)作在解決數(shù)學(xué)難題上的成功表明，眾人同心協(xié)力要比一個人冥思苦想的力量更大。即使最頂尖的數(shù)學(xué)家也有自己的思維定式，也會有自己想不到的分析角度與方法，也可以從不同知識背景的人那里受到啟發(fā)，學(xué)到大量能夠彌補自身不足的東西。同時，網(wǎng)絡(luò)工具創(chuàng)造了一個共享空間，提供了協(xié)作的平臺，具有短期集體工作存儲功能，能夠讓許多人參與進來，迅速改進各家觀點，從而成倍地擴大創(chuàng)意交流（邁克爾·尼爾森，2012）。

2.開放競賽

與開放解題中參與者之間是協(xié)作共創(chuàng)關(guān)系不同，開放競賽模式中的參與者之間存在競爭關(guān)系。開放競賽模式以競賽形式組織運行，利用獎金激勵網(wǎng)民參與，在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域有著比較廣泛的應(yīng)用。Kaggle是一個支持開放式預(yù)測建模和分析競賽項目的典型平臺，用戶包括競賽發(fā)起者和競賽參與者兩類，發(fā)起者提供數(shù)據(jù)和任務(wù)描述，參與者提交任務(wù)解決方案。對一項預(yù)測建模任務(wù)來說，其解決思路、方法策略往往很多，通過競賽可獲得多樣化的解決方案，然后根據(jù)問題解決效率選出最佳方案，最佳方案將獲得事先約定的獎金（Wikipedia，2015b）。

開放競賽模式可以吸引大量相關(guān)人才參與，充分利用集體的力量，從而在短期內(nèi)獲得高效的解決方案。參與者提交的解決方案往往是公開的，其他參與者可以在已有方案基礎(chǔ)上進一步改進，也許只是細微的貢獻，但解決方案會越來越完善，這種集思廣益的方式可以集有限個人智慧為無限集體智慧（邁克爾·尼爾森，2012）。另外，開放競賽的題目多來自企業(yè)的實際需求，科研人員特別是數(shù)據(jù)科學(xué)家可以直接參與競賽，也可以參考這些競賽題目選取研究方向。

3.社會化科學(xué)觀察

開放解題和開放競賽模式吸引的參與者是同行和專家，而社會化科學(xué)觀察模式則將大量志愿者和業(yè)余愛好者吸引到科學(xué)研究過程中來。該模式對參與者的門檻要求不高，參與者只需具備一定的認知能力即可。由康奈爾大學(xué)鳥類學(xué)實驗室和奧杜邦學(xué)會于2002年創(chuàng)建的Project eBird是社會化科學(xué)觀察的典型案例，現(xiàn)已匯聚了世界各地的鳥類密度和分布數(shù)據(jù)，成為鳥類學(xué)及相關(guān)研究的重要數(shù)據(jù)資源（Wikipedia，2015c）。該項目吸引了大量鳥類愛好者和觀察者的加入，參與者可以按照特定的表單格式將自己觀察到的信息在線提交給Project eBird網(wǎng)站，為之貢獻數(shù)據(jù)，屬于一種公眾科學(xué)（Citizen Science）形式。這些數(shù)據(jù)對所有觀察者開放，觀察者在提交自己數(shù)據(jù)的同時，也可以分享到他人提交的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共同收集和共同利用。

僅依靠專業(yè)人員的力量收集全球各地的鳥類信息是件十分困難的事情，而要實時地、連續(xù)地收集信息更是不可能。社會化科學(xué)觀察模式發(fā)動分布在世界各地的廣大愛好者和志愿者參與，邀請他們記錄和提交當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)，并將志愿者的觀察數(shù)據(jù)和專業(yè)人員的觀察數(shù)據(jù)進行整合，從而匯聚成一個包含不同地形和氣候條件下的鳥類信息數(shù)據(jù)庫?？梢?，社會化科學(xué)觀察模式可以有效地實現(xiàn)大規(guī)模、分散式、實時性數(shù)據(jù)觀察和采集任務(wù)，從而為相關(guān)研究提供強有力的數(shù)據(jù)支持。

4.開放式信息識別

社會化科學(xué)觀察模式主要借助大眾力量進行分布式數(shù)據(jù)采集，以解決數(shù)據(jù)獲取難的問題，而開放式信息識別模式主要借助大眾力量進行科學(xué)數(shù)據(jù)的分類、識別、標注等處理任務(wù)。Galaxy Zoo是開放式信息識別模式的一個典型案例，由天文學(xué)研究人員Schawinski等人創(chuàng)建，目的是借助網(wǎng)民力量進行星系的形態(tài)分類。斯隆數(shù)字巡天（Sloan Digital Sky Survey）項目通過程控望遠鏡自動拍攝獲取了超過90萬張星系照片，為天文研究提供了很好的數(shù)據(jù)支持。然而，這些大量照片的處理成為科學(xué)家進一步開展研究的“攔路虎”。據(jù)估計，如果一個研究生以每天24小時的方式進行照片識別，需要花費3～5年的時間才能夠完成所有圖片的分類。為了縮短研究時間，Schawinski等人創(chuàng)建了Galaxy Zoo項目，邀請大量志愿者幫助進行圖片分類。結(jié)果這一項目吸引了超過10萬名志愿者參加，在數(shù)月內(nèi)就完成了星系圖片的分類。天文學(xué)家在這些分類結(jié)果的基礎(chǔ)上進一步開展研究，獲得了若干重要發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已發(fā)表相關(guān)論文50多篇（Wikipedia，2015d）。

隨著技術(shù)的發(fā)展，對某些研究領(lǐng)域來說，科學(xué)家面臨的不再是數(shù)據(jù)的稀缺，而是如何處理大量數(shù)據(jù)的難題。憑借一個人或少數(shù)人的力量處理大量數(shù)據(jù)越來越不現(xiàn)實，而吸引一定規(guī)模的人群同步處理則可以有效解決這一問題。開放式信息識別也是一種公眾科學(xué)形式，旨在借助大眾志愿者的力量來處理大量科學(xué)數(shù)據(jù)，以期提升數(shù)據(jù)處理效率、節(jié)省數(shù)據(jù)處理時間。這種模式需要將數(shù)據(jù)處理工作進行分解，簡化成普通志愿者憑借一般技能，或者經(jīng)過簡單學(xué)習(xí)就可以勝任，但這種“簡單”的數(shù)據(jù)處理任務(wù)卻又無法讓計算機自動完成，必須借助人的智能。

5.趣味性公眾科學(xué)

社會化科學(xué)觀察和開放式信息識別是兩種典型的公眾科學(xué)形式，此外還有一些公眾科學(xué)項目往往以游戲的方式開展，具有很強的趣味性，吸引大眾間接地參與科學(xué)研究，本文稱之為“趣味性公眾科學(xué)”。趣味性公眾科學(xué)的一個典型案例是Foldit，是一個關(guān)于蛋白質(zhì)折疊（Protein Folding）的在線視頻拼圖游戲，但它并不是單純以娛樂消遣為目的的游戲，而是由華盛頓大學(xué)開發(fā)的一款旨在吸引大眾參與、幫助生物學(xué)家進行科學(xué)研究的游戲。游戲者利用游戲中提供的工具對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行折疊，依據(jù)一定的規(guī)則計算得分，科學(xué)家將在得分高的折疊方案基礎(chǔ)上進一步開展研究，嘗試創(chuàng)新（Wikipedia，2015e）。開放式信息識別和社會化科學(xué)觀察模式往往比較單調(diào)，對志愿者的意志力有一定要求，而趣味性公眾科學(xué)項目充滿了趣味性，參與者以游戲的方式向科學(xué)家提供一些有潛在價值的方案。

趣味性公眾科學(xué)也充分利用了大眾的智慧。Foldit項目結(jié)果表明，參與者提供的一些折疊方案優(yōu)于由算法得來的方案。Foldit中游戲機制的應(yīng)用對項目的成功功不可沒，所設(shè)計的折疊游戲充滿趣味性和挑戰(zhàn)性，能夠激發(fā)人們持續(xù)參與的興趣。此外，參與者還可以組隊集體解決問題，通過論壇和維基分享和交流經(jīng)驗。

6.研究眾籌

上述模式中，參與者為科學(xué)研究貢獻的是時間、數(shù)據(jù)、才能等，而研究眾籌模式則希望大眾參與者直接給予資金上的支持。研究眾籌包括對研究項目開展的眾籌和對研究成果出版的眾籌。前者是指科研人員提出研究計劃，希望通過大眾支持來獲取項目開展所需資金；后者是指通過大眾支持獲取足夠資金，以滿足出版科研成果的資金需要。

Experiment.com是最早的科研眾籌平臺，由華盛頓大學(xué)兩名科研人員在2012年創(chuàng)建，旨在為研究項目的開展籌集資金?？蒲斜娀I的運行方式比較簡單，然而由于科研活動的不可預(yù)見性，以及科研活動對投資者的回報極其有限，因而吸引到足夠的大眾投資并不容易。一般而言，給予投資者的回報是科研進展、科研成果、致謝等，而非實物或資金。隨著科研資助申請競爭的加劇，以及社會公眾對科研的興趣不斷增強，科研眾籌也許會在將來成為一種重要而獨特的科研資金來源（《中國科技論壇》編輯部，2015）。

7.群體化合作知識構(gòu)建

群體化合作知識構(gòu)建模式主要應(yīng)用于科研寫作。以維基（Wiki）為代表的協(xié)作著作技術(shù)為群體化合作知識構(gòu)建提供了技術(shù)基礎(chǔ)，基于此可邀請網(wǎng)絡(luò)大眾合作撰寫科研作品。維基百科（Wikipedia）是群體化合作知識構(gòu)建模式的典型代表，由Jimmy Wales和Larry Sanger在2001年創(chuàng)建。維基百科是由不計其數(shù)的網(wǎng)民協(xié)作完成的一個內(nèi)容極為豐富的百科全書，它改變了原來由大規(guī)模專家團隊耗時長久才能完成編撰的模式，成為一種時刻處于動態(tài)更新之中的、更加平民化的百科全書。維基百科影響廣泛，參與者與接受者眾多，可謂是眾人構(gòu)建知識、眾人共享知識。

維基百科所采用的知識構(gòu)建模式也可應(yīng)用于更加專業(yè)性的科研作品寫作中。Wikispace是支持群體化合作知識構(gòu)建的一個典型平臺，基于這類平臺的合作寫作能夠充分發(fā)揮集體的智慧和力量。原則上任何人都可以在寫作過程中貢獻內(nèi)容，可以對他人的內(nèi)容進行修改，或?qū)λ说膬?nèi)容進行評論。當(dāng)發(fā)生爭論的時候，往往采納大多數(shù)人認可的意見。寫作的歷史過程在后臺被詳細記錄，每個人的貢獻清晰可見?？傮w上，這種科研寫作模式提升了寫作效率，實現(xiàn)了個體對專家能力的超越。

8.社會化編碼

對部分科研人員來說，軟件也是一類重要的科研成果。社會化編碼（Social Coding）模式應(yīng)用于軟件工具開發(fā)，與群體化合作知識構(gòu)建模式有很多相似之處。GitHub是一個為社會化編碼提供支持的典型平臺，成立于2008年。GitHub既是一個軟件版本控制系統(tǒng)，也是一個開源代碼庫。作為版本控制系統(tǒng)，GitHub可用來管理軟件的開發(fā)過程；作為開源代碼庫，可以從GitHub中獲取已有代碼用于自己的軟件開發(fā)中（Wikipedia，2015f）?？蒲腥藛T通過GitHub可以邀請有興趣的網(wǎng)民共同開發(fā)軟件，也可以將已有的開源代碼用于自己的軟件開發(fā)。與群體化合作知識構(gòu)建一樣，在社會化編碼過程中參與者也會發(fā)生各種分歧，此時需要通過協(xié)商解決。當(dāng)意見無法達成一致時，也可以在已有進程基礎(chǔ)上形成一個新的軟件。

實際上，開源軟件開發(fā)已有很長的歷史，Linux系統(tǒng)是開源軟件開發(fā)的著名案例。開源軟件的代碼向所有人公開，公眾可以對其進行修改和改編，為改進代碼做出貢獻。GitHub為開源軟件的開發(fā)提供了有力的支撐平臺，基于GitHub的社會化編碼充分借助社會群體的力量，發(fā)揮了集體的智慧，雖然每個參與者的能力有限，但將所有參與者的力量匯集在一起時，就可能開發(fā)出功能復(fù)雜、質(zhì)量可靠的軟件。

9.基于開放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究

在網(wǎng)絡(luò)時代，科研人員可以將最終的科研成果公開發(fā)布，分享自己的研究思想、進程，也可以將自己的數(shù)據(jù)對外公開，像開源代碼一樣供任何科研人員使用。開放數(shù)據(jù)（Open Data）倡導(dǎo)科學(xué)數(shù)據(jù)的集中存儲和公開獲取，包括通過收集、觀察和創(chuàng)造的各種實驗數(shù)據(jù)、觀測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)等（黃永文等，2013）。數(shù)據(jù)是產(chǎn)生科研成果的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)科研模式下，數(shù)據(jù)僅被特定科研人員使用，并不對外開放。隨著開放理念在科學(xué)界不斷受到推崇，越來越多的科研人員和機構(gòu)開始選擇將所獲取的科學(xué)數(shù)據(jù)對外開放?？蒲腥藛T可以將自己的數(shù)據(jù)存放在科研數(shù)據(jù)庫（Research Data Repositories，RDR）中供他人研究使用，也可以基于科研數(shù)據(jù)庫中他人分享的數(shù)據(jù)開展研究。re3data.org（the Registry of Research Data Repositories）是一個涵蓋多個學(xué)科領(lǐng)域的科研數(shù)據(jù)庫目錄，已收錄了超過1000個科研數(shù)據(jù)庫，科研人員可以通過re3data.org尋找自己需要的科研數(shù)據(jù)庫和開放數(shù)據(jù)。

科學(xué)數(shù)據(jù)的開放具有諸多益處。首先，可以避免數(shù)據(jù)的重復(fù)收集，減少人力物力財力的浪費。其次，不同來源的數(shù)據(jù)匯集在一起形成更加綜合的數(shù)據(jù)，有利于開展更加深入和系統(tǒng)的研究。最為重要的是，數(shù)據(jù)所有者及其他科研人員共同使用數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)的價值得以最大程度的挖掘和利用，甚至產(chǎn)生意想不到的成果。

10.基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作

開放創(chuàng)新（Open Innovation）是一種新的技術(shù)創(chuàng)新模式，要求企業(yè)改變原來單純依靠內(nèi)部研發(fā)部門進行創(chuàng)新的做法，提倡企業(yè)充分利用各種內(nèi)外部資源進行開放式創(chuàng)新（Chesbrough，2003）?；陂_放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作可以由企業(yè)主導(dǎo)，也可以由科技人員主導(dǎo)。

當(dāng)由企業(yè)主導(dǎo)時，企業(yè)將創(chuàng)新需求和任務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上公開發(fā)布，任何科研人員或機構(gòu)都可以接受這一挑戰(zhàn)，提交任務(wù)解決方案。在對所有解決方案進行評估之后，最佳方案或所有符合要求的方案將獲得獎勵。InnoCentive是支持開放創(chuàng)新模式的典型平臺，由美國禮來公司于2001年創(chuàng)立。InnoCentive首先吸引企業(yè)發(fā)布創(chuàng)新需求，然后通過激勵機制吸引大眾解決創(chuàng)新難題。目前，InnoCentive已經(jīng)匯集了全球超過20萬名科技人才，他們?yōu)榘∟ASA、波音、寶潔、禮來等大型機構(gòu)和跨國企業(yè)的創(chuàng)新需求提供解決方案。

當(dāng)由科技人員主導(dǎo)時，科技人員將自己的發(fā)明發(fā)現(xiàn)進行公開發(fā)布，尋找可以將其進行實際應(yīng)用的方案。支持這種開放創(chuàng)新模式的平臺有Marblar，由英國牛津大學(xué)的Daniel Perez創(chuàng)建。Marblar的運營目標是使科技發(fā)現(xiàn)得以應(yīng)用，為科學(xué)家發(fā)布他們尚未找到實際應(yīng)用的科技成果提供空間，使科研轉(zhuǎn)化的過程向世界開放（陳軼翔，2014）?？茖W(xué)家在該網(wǎng)站公開發(fā)布自己的科研成果，網(wǎng)站成員被邀請對科研成果的可能性應(yīng)用進行討論，參與者可以提供應(yīng)用方案，也可以對已有的方案進行投票，受歡迎并具有可行性的建議將得到應(yīng)用。Marblar采取面向公眾和游戲化的方法為科技專利尋找市場，將科學(xué)家和有商業(yè)頭腦的眾人進行連接，一起集思廣益，希望改變原有封閉的科技轉(zhuǎn)化模式（董芷菲，2012）。

基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作模式可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的有效對接。對產(chǎn)業(yè)界而言，可以充分借助外部知識資源進行創(chuàng)新，減小風(fēng)險，提高效率，節(jié)省研發(fā)成本。對學(xué)術(shù)界而言，可以利用外部各種資源和力量實現(xiàn)科研成果的商業(yè)化，也可以合作解決科研難題，激發(fā)創(chuàng)新思維。

表　開放式科研模式的比較

二、各種開放式科研模式的比較分析

將科學(xué)研究活動向網(wǎng)絡(luò)開放是各種開放式科研模式的共性，同時開放式科研具有多樣性，各種模式在參與群體、眾包方式、協(xié)作關(guān)系、所得回報、運作環(huán)境要求及適用科研環(huán)節(jié)等方面存在不同，如表1所示。

1.主導(dǎo)者和參與者

開放式科研的主導(dǎo)者一般是科研人員或企業(yè)，參與者包括科研人員、企業(yè)及社會大眾。各種開放式科研模式的主導(dǎo)者和參與者有所不同。有些模式的參與者需要是科研人員或具有特定才能的專業(yè)人士。比如，開放解題一般由數(shù)學(xué)家主導(dǎo)發(fā)起，其參與者也是具有一定數(shù)學(xué)才能的專業(yè)人士。該模式對參與者有一定要求，普通大眾因缺乏必要的專業(yè)能力無法參與其中。也正因為對專業(yè)能力要求較高，該模式的參與者規(guī)模不會太大。開放競賽模式一般由企業(yè)主導(dǎo)，大量數(shù)據(jù)科學(xué)人才作為參與者。企業(yè)提出預(yù)測建模任務(wù)，參與者根據(jù)興趣和能力參與競賽。這種模式對參與者也有比較高的要求，參與者需要具備一定的數(shù)據(jù)建模和分析才能。

有些模式對參與者的專業(yè)水平要求不高，比如社會化科學(xué)觀察、開放式信息識別和趣味性公眾科學(xué)三種模式的主導(dǎo)者都是科學(xué)家，而參與者均為社會大眾。這三種模式都屬于公眾科學(xué)，吸引了大量感興趣的志愿者、愛好者參加。這些模式并不是對參與者沒有任何要求，只是大部分人可以輕易滿足這些要求，或者只要簡單學(xué)習(xí)就可以勝任。因為對參與者的專業(yè)要求較低，故參與者在規(guī)模上較大，有些項目吸引了超過10萬的志愿者參與其中?？蒲斜娀I模式的主導(dǎo)者和參與者也分別是科學(xué)家和普通大眾，但因為需要參與者提供資金資助，目前還難以吸引大量參與者。

雖然原則上講任何人都可以作為群體化合作知識構(gòu)建、社會化編碼和基于開放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究這三種模式的主導(dǎo)者，但對于專業(yè)性較強的學(xué)術(shù)研究來說，科學(xué)家一般處于主導(dǎo)地位，參與者也是相關(guān)專業(yè)人士，需要具有相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)積累、編碼才能或科研能力。在基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作模式中，企業(yè)可以作為主導(dǎo)者，提出創(chuàng)新需求，專業(yè)人士作為參與者提供解決方案；反之，科學(xué)家也可以作為主導(dǎo)者，提出成果轉(zhuǎn)化需求，此時的參與者主要為企業(yè)。

2.眾包方式

開放式科研基本都采用了眾包（Crowd Sourcing）機制，因此很多時候開放式科研也稱作科研眾包。眾包可以看作是一種新的生產(chǎn)組織形式，是一個公司或機構(gòu)把過去由員工執(zhí)行的工作任務(wù)，以自由自愿的形式，外包給非特定的大眾網(wǎng)絡(luò)的做法（Howe，2006）。眾包是一種外包，但并不是通過購買來將部分業(yè)務(wù)或工作轉(zhuǎn)包給其他特定組織或個體來完成，而是一種強調(diào)合作創(chuàng)新、充分利用大眾集體智慧的組織形式，它是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物（魏拴成，2010）。眾包涉及發(fā)包方、接包方、眾包中介平臺三個主要部分：發(fā)包方往往根據(jù)自己的需求，選擇合適的中介平臺，提出問題及要求；中介平臺通過發(fā)布任務(wù)，采用舉辦競賽、給予精神或物質(zhì)獎勵等形式吸引接包方完成任務(wù)；接包方是由網(wǎng)絡(luò)聚集起的眾多離散資源，這些資源可以是個人（如科學(xué)家、工程師等），也可以是團隊（Chanal et al.，2008）。

各種開放式科研模式具有不同的眾包方式。有些模式中的接包方之間是協(xié)同合作的關(guān)系。比如，開放解題模式的實質(zhì)是將數(shù)學(xué)難題眾包給眾多具有數(shù)學(xué)才能的人才，數(shù)學(xué)家們通過合作將每個人的才能和智慧有效匯集起來，集體攻克難題。社會化科學(xué)觀察、開放式信息識別、研究眾籌、群體化合作知識構(gòu)建和社會化編碼的眾包方式與開放解題模式比較相似，都需要參與者共同合作來完成眾包任務(wù)。社會化科學(xué)觀察是將數(shù)據(jù)采集的任務(wù)眾包給分布在世界各地的愛好者，愛好者提交個人觀察數(shù)據(jù)，然后匯集成共享數(shù)據(jù)庫。開放式信息識別是將科學(xué)信息識別和處理問題眾包給數(shù)量眾多的志愿者，每個志愿者完成一小部分任務(wù)，是一個積少成多的過程。研究眾籌中，科研人員將科研開展或出版需要的資金眾包給社會大眾，社會大眾以自愿集資的方式資助科研。群體化合作知識構(gòu)建可以看作是將科研寫作任務(wù)眾包給多個科研人員，科研人員之間分工合作完成寫作任務(wù)。社會化編碼是將軟件開發(fā)任務(wù)眾包給眾多軟件人才，參與者相互合作，每個個體的貢獻聚集為最終成果。

有些模式中的接包方之間存在競爭關(guān)系。比如，開放競賽模式中，企業(yè)將數(shù)據(jù)分析任務(wù)眾包給專業(yè)人才，專業(yè)人才提交解決方案，最佳方案獲得獎勵。這種模式中的參與者之間相互競爭，參與者在相互交流和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上需要提出自己的解決方案，而不是集體提出一個方案。趣味性公眾科學(xué)、基于開放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究、基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作等的眾包方式與開放競賽模式比較相似，參與者之間既有合作又有競爭，但以競爭為主。趣味性公眾科學(xué)中，科學(xué)家將科研任務(wù)以游戲的形式眾包給數(shù)量眾多的志愿者，志愿者之間以游戲的形式展開競爭，領(lǐng)先的方案將優(yōu)先被科學(xué)家選用?；陂_放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究模式相當(dāng)于是將科學(xué)數(shù)據(jù)的利用眾包給科研人員，科研人員可以利用數(shù)據(jù)開展獨立或合作研究，可以看作是針對科學(xué)數(shù)據(jù)價值挖掘展開的競爭。基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作是企業(yè)將創(chuàng)新任務(wù)眾包給諸多科研人員，或者科研人員將發(fā)明發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用轉(zhuǎn)化眾包給他人，參與者之間存在競爭，符合要求的方案將獲得獎勵。

3.協(xié)作關(guān)系

由于眾包方式不同，各種開放式科研模式中，主導(dǎo)者與參與者之間、不同參與者之間形成不同的協(xié)作關(guān)系。有些模式中主導(dǎo)者與參與者之間是平等合作的關(guān)系。比如，在開放解題模式中，數(shù)學(xué)家之間通過協(xié)作共同完成解題，參與者的地位基本平等，以集體化名發(fā)表論文。在群體化合作知識構(gòu)建中，科研人員之間有分工有合作，共同完成寫作任務(wù)。在社會化編碼中，參與者在他人的基礎(chǔ)上進行改進或做出嶄新的貢獻，參與者之間是平等合作的關(guān)系，共同完成軟件開發(fā)任務(wù)。

以上三種模式主要依靠科學(xué)家或?qū)I(yè)人士之間的協(xié)同合作，而社會化科學(xué)觀察、開放式信息識別和趣味性公眾科學(xué)主要依靠科學(xué)家與志愿者群體之間的協(xié)同合作。在這些模式中，參與者是主導(dǎo)者的助手，按照主導(dǎo)者的要求完成特定任務(wù)。比如在社會化科學(xué)觀察中，愛好者幫助科學(xué)家進行數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)了分布式、大范圍、持續(xù)性的數(shù)據(jù)采集，是科學(xué)家的助手，但不直接生成科研成果。在開放式信息識別中，科學(xué)家將科研任務(wù)進行分解，簡化成志愿者可以完成的任務(wù)；志愿者作為科學(xué)家的助手，幫助完成瑣碎的信息識別任務(wù)，并不直接生成科研成果。趣味性公眾科學(xué)模式中，志愿者也是科學(xué)家的助手，幫助科學(xué)家篩選好的方案或完成其他科研任務(wù)，間接地參與到研究過程中，為科學(xué)家進一步開展科研提供基礎(chǔ)。

有些模式中的主導(dǎo)者與參與者形成一種產(chǎn)學(xué)合作關(guān)系。比如基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作中，主導(dǎo)者是方案需求者，參與者是方案提供者，方案提供者之間存在競爭關(guān)系，最佳方案被獎勵或認可，主導(dǎo)者與參與者形成產(chǎn)學(xué)合作關(guān)系。開放競賽模式中企業(yè)與數(shù)據(jù)科學(xué)家也是一種產(chǎn)學(xué)合作，企業(yè)首先提出任務(wù)，科學(xué)家根據(jù)任務(wù)相互交流學(xué)習(xí)，并為獲取獎勵展開競爭。

研究眾籌中，參與者與科學(xué)家之間是資助者和被資助者的關(guān)系，資助者根據(jù)科研的意義和重要性選擇是否進行資助，不參與科研過程。基于開放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究中，參與者可以同時是數(shù)據(jù)的貢獻者和使用者，也可以僅是使用者，參與者以獨立或合作形式開展科研。

4.所得回報

主導(dǎo)者在開放式科研中所獲得的回報比較顯著。比如，在社會化科學(xué)觀察、開放式信息識別、趣味性公眾科學(xué)三種模式中，在大量志愿者的幫助下，科學(xué)家可以大大節(jié)省時間和成本，提升科研效率。在開放解題、群體化合作知識構(gòu)建、社會化編碼三種模式中，主導(dǎo)者借助專業(yè)人士之間的協(xié)同合作，以集體之力攻克個體難以完成的難題和復(fù)雜任務(wù)。對于研究眾籌，科學(xué)家有可能獲得支持研究開展的資金。在開放競賽、基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作中，企業(yè)的任務(wù)需求得到滿足，科學(xué)家的成果有可能得以轉(zhuǎn)化。

參與者在各種開放式科研活動中所能獲得的回報有所不同。大部分模式中，參與者基本沒有什么回報。參與者參與其中，主要是基于興趣（如社會化科學(xué)觀察、社會化編碼），基于與同行合作的滿足感（如開放解題、群體化合作知識構(gòu)建），基于攻克難題與解決問題的成就感（如開放解題、社會化編碼），基于分享的快樂感（如社會化科學(xué)觀察），基于為科學(xué)研究事業(yè)做出貢獻的參與感（如開放式信息識別）等精神層面的激勵。在一些模式中，參與者還將獲得致謝（如趣味性公眾科學(xué)），或優(yōu)先了解到研究的進展情況（如研究眾籌）等非物質(zhì)性回報?？傊?，大部分情況下參與者之所以參與開放式科研，主要是因為他們認為這種參與是一種有價值、有意義的事情。

也有一些開放式科研模式提供了物質(zhì)性獎勵。在開放競賽和基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作模式中，科研人員有可能獲得獎金，但能贏取獎金的只是很小一部分，對大部分參與者來說重在參與。此外，在開放競賽、基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作中，還有助于參與者構(gòu)建產(chǎn)學(xué)合作關(guān)系。群體化合作知識構(gòu)建中，科研人員還將作為成果的貢獻者之一，獲得所負責(zé)部分的署名權(quán)?；陂_放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究中，參與者可以免費利用數(shù)據(jù)開展研究。

5.運作環(huán)境

各種開放式科研模式的運作需要不同的支撐環(huán)境。有些模式對運行環(huán)境的要求并不高，通用的網(wǎng)絡(luò)工具或平臺就可勝任。比如，對于開放解題，一般的網(wǎng)絡(luò)工具（如博客）就可以滿足協(xié)作解題的需要。對于群體化合作知識構(gòu)建，可以基于支持協(xié)作著作技術(shù)的平臺或工具（如Wikispace）。對于社會化編碼，有效支持社會化編程的平臺必不可少（如GitHub）。

有些模式需要專門構(gòu)建平臺來支撐相關(guān)活動開展。比如，對于社會化科學(xué)觀察，需要構(gòu)建專門的數(shù)據(jù)提交平臺。對于開放式信息識別，需要構(gòu)建專門平臺來支持志愿者完成大量信息的識別、分類等任務(wù)。對于趣味性公眾科學(xué)，還需要特別開發(fā)相應(yīng)的游戲平臺，為志愿者輔助完成科研任務(wù)提供支持。

有些模式需要中介平臺的支持才能有效開展。比如，對于開放競賽，需要特定的中介平臺來專門連接企業(yè)和數(shù)據(jù)科學(xué)家，供企業(yè)提交數(shù)據(jù)和需求，供數(shù)據(jù)科學(xué)家提交和運行解決方案。對于研究眾籌，需要構(gòu)建連接科研資金需求者和資助者的中介平臺?；陂_放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作則需要連接基于方案需求者與方案提供者的中介平臺來開展。此外，對于基于開放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究，則需要有支持數(shù)據(jù)共享的科研數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來做支撐。

6.適用的科研環(huán)節(jié)

各種開放式科研模式適用于不同的科研環(huán)節(jié)和任務(wù)，包括項目資助、科研選題、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、研究過程、成果撰寫、成果轉(zhuǎn)化等。比如，研究眾籌模式可應(yīng)用于科研項目資金的申請。對于開放競賽，數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的科研人員可以按照企業(yè)需求開展科學(xué)研究。對于由企業(yè)主導(dǎo)的基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作，科學(xué)家可以根據(jù)企業(yè)的創(chuàng)新需求調(diào)整科研方向，使科研真正與社會需求結(jié)合起來。

對于社會化科學(xué)觀察，可以幫助科學(xué)家進行分布式、大范圍、持續(xù)性數(shù)據(jù)采集，代表領(lǐng)域有鳥類學(xué)、生態(tài)學(xué)。開放式信息識別模式主要應(yīng)用于科研數(shù)據(jù)收集之后、數(shù)據(jù)分析之前，幫助科學(xué)家對數(shù)據(jù)進行識別、分類、標示等，代表領(lǐng)域是天文學(xué)。趣味性公眾科學(xué)模式應(yīng)用于科研初期，可幫助科學(xué)家在大量方案中篩選好的方案，代表領(lǐng)域是生物學(xué)。

開放解題模式主要用于數(shù)學(xué)領(lǐng)域的協(xié)作研究。在基于開放數(shù)據(jù)的科學(xué)研究中，科研人員可直接利用他人共享的數(shù)據(jù)開展研究。群體化合作知識構(gòu)建模式適用于科研寫作任務(wù)，而社會化編碼模式則適用于軟件開發(fā)任務(wù)。對于由科研人員主導(dǎo)的基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作，可以用于成果轉(zhuǎn)化。

三、開放式科研模式對高校科研運作的改變

開放式科研能夠構(gòu)建出動態(tài)的、開放的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，具有提升科研效率、縮短科研難題攻克周期等諸多優(yōu)勢。這些創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)改變著大學(xué)科研人員的工作模式，改變著科研項目的運作形式，也改變著大學(xué)與社會的關(guān)系。開放式科研為網(wǎng)絡(luò)時代的大學(xué)科研發(fā)展和推動帶來了很好的啟示。

1.以更加開放的理念和形式開展大學(xué)科研

開放式科研的核心在于開放，在于突破封閉的科研運作方式，從而實現(xiàn)個體或單個團隊能力的超越，使創(chuàng)新更加有效。作為創(chuàng)新的重要來源，大學(xué)科研可積極采用各種開放式科研的運作模式，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，提升科研創(chuàng)新的效率和質(zhì)量。

開放式科研將科研創(chuàng)新任務(wù)面向盡可能廣泛的群體開放。比如，開放解題、社會化編碼等模式，將數(shù)學(xué)難題解答、復(fù)雜軟件開發(fā)等任務(wù)，面向世界范圍的數(shù)學(xué)家、軟件技能人員開放，匯聚集體之力攻克難題、完成任務(wù)。同時，難題求解參與者所提供的所有信息、軟件開發(fā)的整個過程也都面向公眾開放，原則上任何人在任何階段都可加入，繼續(xù)在已有基礎(chǔ)上貢獻力量。在社會化科學(xué)觀察、開放式信息識別、趣味性公眾科學(xué)等模式中，則是將繁復(fù)的信息收集和處理任務(wù)面向所有人開放，尋求網(wǎng)絡(luò)大眾的幫助。在開放競賽和基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作模式中，創(chuàng)新任務(wù)和科研成果轉(zhuǎn)化任務(wù)也面向網(wǎng)絡(luò)開放，可以產(chǎn)生豐富而多樣的解決方案?？傊?，這種將科研活動整體或者部分環(huán)節(jié)面向更廣泛群體開放的做法，可以將分布在網(wǎng)絡(luò)中的分散力量有效地匯聚起來，從而形成超乎想象的能力，產(chǎn)生意想不到的突破。大學(xué)可積極利用這些模式，以更加開放的理念和形式開展大學(xué)科研，將科研活動面向廣泛的專業(yè)人士、企業(yè)和社會大眾開放，以提升科研效率，節(jié)省時間成本和資金成本。

2.與大學(xué)外部資源建立開放式的動態(tài)連接

傳統(tǒng)上，大學(xué)科研活動具有很強的封閉性，局限于研究者、實驗室或研究團隊內(nèi)部。隨著產(chǎn)學(xué)研合作理念的不斷深化，對跨學(xué)科、跨組織的強調(diào)，以及知識生產(chǎn)模式的不斷轉(zhuǎn)變，大學(xué)與外部資源的聯(lián)系越來越多，也越來越緊密。與此同時，科研人員與外部資源建立連接、維護關(guān)系的成本也越來越高。在開放式科研模式中，主導(dǎo)者和參與者之間的連接并不是固定的、一成不變的，而是根據(jù)具體任務(wù)構(gòu)建的開放式的動態(tài)連接。

以開放解題模式為例，數(shù)學(xué)家之間進行大規(guī)模協(xié)作，這種協(xié)作關(guān)系的建立是基于網(wǎng)絡(luò)動態(tài)生成的，而不是建立在傳統(tǒng)人際關(guān)系基礎(chǔ)上。個別數(shù)學(xué)家之間可能曾經(jīng)有過合作，但大部分彼此并未謀面，而是基于解題的興趣連接在一起。而且不同數(shù)學(xué)難題的參與者會有很大差異，數(shù)學(xué)家完全可以自主決定是否參與難題求解，參與哪個難題的求解，參與的程度，以及何時退出。在開放競賽和基于開放創(chuàng)新的產(chǎn)學(xué)合作模式中，企業(yè)和科研人員被動態(tài)地連接在一起，可以為企業(yè)的創(chuàng)新需求提供多種備選方案，也可以為科研成果的轉(zhuǎn)換帶來多種可能。在其他開放式科研模式中，參與者也時刻處于動態(tài)變化之中，任何人可能隨時加入，也可能隨時退出，但在整體上維持一個有機的合作網(wǎng)絡(luò)。這種開放式的動態(tài)合作關(guān)系可以使科研人員接觸到更多的外部資源，而又不會增加太多關(guān)系維護成本。

網(wǎng)絡(luò)具有將不同類型、不同位置、不同組織的資源和能力進行有效連接的功能，這為各種開放式科研模式的不斷涌現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。開放式科研充分利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了一種高效的科研運作和推動機制。大學(xué)科研在營造固定的合作關(guān)系基礎(chǔ)上，也可以充分利用開放式科研模式與外部各類資源構(gòu)建動態(tài)的連接關(guān)系，以擴大合作的范圍，篩選出有價值的合作關(guān)系，增加成功的幾率。

3.向科研人員提供相關(guān)的支持和培訓(xùn)

創(chuàng)新在網(wǎng)絡(luò)時代的重要性愈來愈大，創(chuàng)新速率不斷加快，大學(xué)科研競爭日益激烈。為了保持科研競爭力，很多高校開始大力推動科研信息化建設(shè)，迎接大數(shù)據(jù)時代的挑戰(zhàn)。在此背景下，向教師和研究生提供開放式科研方面的支持和培訓(xùn)具有重要意義，有助于提升他們的科研創(chuàng)新能力。

第一，應(yīng)該讓大學(xué)科研人員對開放式科研的理念和形式進行更多了解，為他們開展科學(xué)研究提供一種新的思路。第二，應(yīng)該就如何有效地開展開放式科研向科研人員進行必要的指導(dǎo)。吸引廣泛群體參與對開放式科研至關(guān)重要，科研人員需要采用一定的技巧來吸引網(wǎng)絡(luò)大眾參與，以保證相應(yīng)任務(wù)順利完成。比如，在趣味性公眾科學(xué)中，應(yīng)該對要公眾完成的任務(wù)進行精心設(shè)計，以提高公眾興趣和參與度。在社會化編碼中，為了擴大協(xié)作規(guī)模，應(yīng)該采用模塊化工作方式，將整體任務(wù)進行合理拆分；降低參與門檻，鼓勵只做出小貢獻和對他人成果再利用等項目組織技巧（邁克爾·尼爾森，2012）。第三，應(yīng)該讓科研人員了解各類開放式科研模式的運作環(huán)境。不同開放式科研模式對運作環(huán)境的要求不同，需要讓科研人員了解開放式科研所需的常見網(wǎng)絡(luò)工具，有一定影響力的中介平臺，甚至幫助科研人員構(gòu)建專門的支撐平臺。第四，要讓科研人員了解開放式科研的適用條件，以及可能存在的問題。畢竟開放式科研并不能用于所有科研任務(wù)，并不適用于所有學(xué)科領(lǐng)域，而且有些模式需要基于特定條件才會有效。

4.對科研人員在開放式科研中的貢獻給予認可

在開放式科研模式中，科研人員個體的貢獻會被掩蓋，不能充分彰顯。比如，在開放解題中，科研人員的參與更多基于精神方面的激勵，所取得的成果以集體化名的形式進行發(fā)表，個體的貢獻難以評估。在一些開放式科研模式中，科研人員個體可能被作為貢獻者之一進行了標注，但也只是眾多貢獻者之一，不被傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)評價制度認可。在一些模式中，科研人員無私貢獻了自己的科研數(shù)據(jù)，也許可以獲得一定的學(xué)術(shù)影響，獲得使用者的致謝，但所構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫難被傳統(tǒng)學(xué)術(shù)評價制度認可。在社會化科學(xué)觀察、開放式信息識別、趣味性公眾科學(xué)等模式中，科學(xué)家為構(gòu)建專門的支撐平臺會在背后付出很多不為人知的努力。因此，為了促使科研人員積極參與開放式科研，大學(xué)可采用一定的激勵措施，對科研人員的參與和貢獻進行肯定和鼓勵。

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An Analysis of Open Research Models and Changes in the Conducting of University Research

Fan Wenqiang，Wang Zhibo，Han Yingying

Abstract:Scientific research is changing deeply in the following aspects: research methodologies，conducting models，and ways of communication in the Internet era，and openness is one of significant trends of this change. Open research is an innovation of the research model in the Internet era，with the essence of extensively connecting online communities as much as possible，and converging the talents scattered around the Internet into powerful collective wisdom. The models of open research are various，mainly including open problem solving，open competition，social scientific investigation，open information identification，citizen science based on games，research crowdfunding，cooperative knowledge construction，social coding，scientific research based on open data，and industry-university cooperation based on open innovation. These open research models are different in several aspects such as participating groups，methods of crowdsourcing，rewards，operating environments，and applicable processes during the research circle. Open research intends to build an open and dynamic innovation network，helping improve research efficiency and save research cost. Universities should conduct research with more open ideas as well as open modes，and could establish open and dynamic connections with all kinds of resources，with the help of the Internet. Universities should also support and give recognition to researchers who conduct or participate in open research practices.

Keywords:Open Research；Open Innovation；Research Crowdsourcing；Citizen Science；Open Science

收稿日期2016-03-02責(zé)任編輯田黨瑞

作者簡介：樊文強，博士，副研究員；王志博、韓穎穎，碩士研究生，北京航空航天大學(xué)高等教育研究所（北京100191）。

*基金項目：高校基本科研業(yè)務(wù)費資助項目“開放式科研的典型模式及其對大學(xué)的影響”（YWF-14-RWXY-007）。

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

文章編號：1009-5195（2016）03-0059-10 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2016.03.007