期刊學科類別視角下學科關(guān)系計量研究*
——以ESI工程學科期刊為例

呂亞娟

（西安科技大學圖書館 陜西西安 710054）

1 研究背景

習近平總書記在2018年兩院院士大會上強調(diào)，要把握好世界科技發(fā)展大勢，瞄準世界科技前沿，建設(shè)世界科技強國[1]。在支撐科技發(fā)展的眾多學科中，工程學來源于生產(chǎn)實踐、科學發(fā)現(xiàn)及學科分化與綜合，對科技的發(fā)展有著重要促進作用[2]。我國非常重視工程學的發(fā)展，工程學是我國一流學科建設(shè)中的重點建設(shè)學科。近年來我國工程學建設(shè)成效顯著，在ESI（Essential Science Indicators，基本科學指標數(shù)據(jù)庫）發(fā)布的數(shù)據(jù)中中國大陸工程學學科全球排名穩(wěn)居第1位。工程學涉及面廣，子學科間互動、交叉與融合活躍。ESI數(shù)據(jù)庫從宏觀視角將全球12000多種學術(shù)期刊分為22個學科領(lǐng)域，每種期刊被劃分進唯一一個學科領(lǐng)域。ESI側(cè)重宏觀學科領(lǐng)域的分析，ESI學科分類體系的優(yōu)點是較為簡明，缺點是較為粗獷。而期刊引證報告（Journal Citation Reports，簡稱JCR）從SCI/SSCI期刊論文及其參考文獻維度的考量測度學科關(guān)系及期刊影響因子，構(gòu)建出了細致的JCR學科分類體系，涉及200余種學科門類，每種期刊被劃分到一個或者多個學科中[3]。大多數(shù)科研工作者對于JCR的學科分類較為熟知，但對ESI學科期刊的認識較為模糊，尤其對于我國教育部學科分類與二者之間對應問題更是困惑。具體專業(yè)學科的科研人員在投稿時存在很多困擾，經(jīng)常會遇到交叉使用多種分類體系的需求。故此，本研究基于期刊學科類別視角，以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，以專家研判為依據(jù)，以西安科技大學理學院學科覆蓋中相關(guān)工程學期刊為數(shù)據(jù)來源及其實證基礎(chǔ)，遵從定量研究與定性研究相結(jié)合的原則，通過不同學科分類體系中學科期刊映射關(guān)系，明晰該學院相關(guān)ESI工程學科期刊覆蓋情況，識別學科間交叉特征、分析學科關(guān)聯(lián)性、測度學科交叉性及學科支撐度，為工程學科整體發(fā)展提供科學依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，為該校促進工程學科進入ESI前1%作出參考。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本文從不同學科分類體系間的相互差別及相互聯(lián)系視角出發(fā)，學科分類方法采用中國教育部學科劃分、ESI學科分類和JCR的學科分類。其中JCR學科采用科睿唯安2019年發(fā)布的數(shù)據(jù)，共涉及期刊12534種、學科門類236個[4]。ESI學科選取2020年5月14日公布的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)覆蓋時間為2010年1月1日至2020年2月29日，共10年2個月。此次數(shù)據(jù)中共收錄ESI工程學科期刊有893種[5]。學院學科以建立在中國教育部學科分類基礎(chǔ)之上的西安科技大學理學院現(xiàn)有的4種學科為例。

本文以學院的需求為出發(fā)點，構(gòu)建如圖1所示的“學院學科需求、ESI學科期刊、JCR學科期刊”之間的三角映射關(guān)系。首先建立ESI工程學科類別與JCR學科類別之間的映射關(guān)系，確定ESI工程學科期刊對應的JCR學科類別；再結(jié)合理學院的學科設(shè)置，并通過訪談理學院的學科專家，建立JCR類別與該學院學科之間的映射關(guān)系；其次將映射到的學院需求的JCR類別期刊再次與ESI工程學科期刊建立映射關(guān)系，最終映射匹配出ESI工程學科期刊與該學院密切相關(guān)的期刊。

圖1 學科間三角映射關(guān)系

通過不同學科分類體系中學科期刊映射關(guān)系，利用學科關(guān)聯(lián)分析方法，結(jié)合DDA軟件建立學科關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖譜，分析學科間的關(guān)聯(lián)性和交叉度，幫助科研工作者明晰ESI工程學科大學科中與自身學科相關(guān)的JCR類別期刊。

3 結(jié)果與分析

3.1 學科覆蓋概況及映射關(guān)系

本文以西安科技大學理學院作為實例分析其學科情況。該學院現(xiàn)有固體力學、工程力學、應用數(shù)學、物理電子學4個教育部學科目錄中的學科專業(yè)。從理學院的學科特點可見，該學院學科以基礎(chǔ)學科和基礎(chǔ)理論為主，但其具有普遍適用性的特征，學科輻射面廣，對于工程科學（其他相關(guān)專業(yè)學科和應用科學）的發(fā)展具有重要的支撐作用。

通過ESI工程學科類別與JCR學科類別之間的映射，統(tǒng)計得知ESI工程學科的893種期刊對應的89種JCR學科類別；結(jié)合理學院的學科設(shè)置，并通過訪談理學院的學科專家，經(jīng)過與專家的多輪深度交互，在學科專家的研判之下將其中的18種JCR類別期刊與該學院學科之間建立映射關(guān)系，并最終映射匹配出ESI工程學科與該學院密切相關(guān)的JCR學科類別（學科名均采用中文譯名），初步構(gòu)建了西安科技大學理學院學科覆蓋圖（如圖2所示）。

圖2 西安科技大學理學院學科覆蓋圖

由圖2可見，在西安科技大學理學院學科覆蓋圖中，理學院的物理電子學、應用數(shù)學、固體力學及工程力學4個學科映射了ESI工程學科學科類別，及JCR的“物理學，應用”“物理學，數(shù)學”“物理學，凝聚態(tài)”“物理學，流體和等離子體”“統(tǒng)計學和概率”“數(shù)學和計算生物學”“數(shù)學，跨學科應用”“數(shù)學，應用”“數(shù)學”“聲學”“生物物理學”“運籌學和管理科學”“光學”“化學，物理”“機械學”“工程學，土木”“工程學，機械”“工程學，船舶”18個學科類別。

3.2 學科類別及數(shù)量分析

將學科專家研判之下的18個JCR學科類別映射到ESI工程學科期刊中，對應到441種期刊，其具體的學科類別及其數(shù)量如圖3所示。通過學科類別及其數(shù)量的統(tǒng)計，揭示ESI工程學科學科結(jié)構(gòu)與JCR學科結(jié)構(gòu)間的內(nèi)在聯(lián)系及其相互支撐關(guān)系。

圖3 ESI工程學科期刊中與理學院各學科對應的JCR學科及期刊數(shù)量

由圖3可見，對于西安科技大學理學院而言，其沖擊ESI工程學科時，支撐力度較強的第一梯隊JCR學科有：“工程學，機械”包括116種期刊、“工程學，土木”包括113種期刊、“機械學”包括94種期刊；支撐度次之的第二梯隊JCR學科有：“運籌學和管理科學”包括56種期刊、“物理學，應用”包括34種期刊、“數(shù)學，應用”包括31種期刊、“光學”包括29種期刊、“數(shù)學，跨學科應用”包括22種期刊；其他10種JCR類別期刊對于工程學支撐力度較弱。

3.3 學科之間交叉程度分析

英國著名文獻學家布拉德福也提出，在科學技術(shù)中，每一個學科或多或少、或近或遠地與其他任何一個學科相關(guān)聯(lián)[6]。JCR學科分類精細，JCR將SCI/SSCI期刊分為236個學科類別，每種期刊以一對多的方式歸入多個學科類別之下，呈現(xiàn)出多樣性、開放性、交叉性和復雜性的特征。經(jīng)過統(tǒng)計分析，與理學院各學科相關(guān)的18種JCR學科分類對應的ESI工程學科期刊有441種，其中342種期刊對應理學院唯一相關(guān)的JCR學科類別、89種期刊對應理學院2個相關(guān)的JCR學科類別、10種期刊對應理學院3個相關(guān)的JCR學科類別。本研究通過每種期刊所屬的學科類別之間的關(guān)系揭示學科間的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和各個學科之間的關(guān)聯(lián)性。以刊名為相關(guān)基礎(chǔ)，通過JCR學科類別之間的交互關(guān)系，構(gòu)建學科間的交互相關(guān)矩陣，運用余弦函數(shù)計算交互相關(guān)指數(shù)并度量學科間相關(guān)度的大小。具體情況如表1所示。將其矩陣可視化后得到如圖4所示的學科交互相關(guān)圖。表1中，行和列分別代表著學科，行和列交叉單元格內(nèi)數(shù)字大小代表著學科間相關(guān)度的大小。從表1和圖4可以看出，在學科間交叉數(shù)量層面，本案例涉及的18種JCR學科中，有15種學科間存在著交叉連線，學科間連線最多的為“機械學（ME）”，與其他8種JCR學科之間具有交叉關(guān)系；其次是“工程學,機械（E,ME）”，與其他7種JCR學科之間存在交叉關(guān)系；再次是其他13種學科間也普遍存在著或多或少的交叉連線。由此可見，各學科間存在著廣泛交叉融合特質(zhì)，正是這種特質(zhì)激發(fā)了學科的快速發(fā)展[7]。在學科間關(guān)聯(lián)強度層面，“工程學，機械（E,ME）”和“機械學（ME）”學科間的相關(guān)系數(shù)最高為0.278，學科間連線最粗，相應的關(guān)聯(lián)度也最強?！拔锢韺W，應用（P,A）”與“物理學，凝聚態(tài)（P,F&P）”關(guān)聯(lián)度為0.23；“機械學（ME）”與“物理學，流體和等離子體（P,F）”關(guān)聯(lián)度為0.219；“數(shù)學，應用（M,A）”與“數(shù)學（MA）”及“物理學，數(shù)學（P,M）”關(guān)聯(lián)度都為0.18；“機械學（ME）”與“聲學（AC）”關(guān)聯(lián)度為0.179；“運籌學和管理科學（O&M）”與“數(shù)學，應用（M,A）”關(guān)聯(lián)度為0.168；“運籌學和管理科學（O&M）”與“統(tǒng)計學和概率（S&P）”關(guān)聯(lián)度為0.152；“工程學，機械（E,ME）”與“聲學（AC）”關(guān)聯(lián)度為0.134；“工程學，土木（E,C）”與“工程學,船舶（E,MA）”關(guān)聯(lián)度為0.126；“機械學（ME）”與“數(shù)學，應用（M,A）”關(guān)聯(lián)度為0.111；“機械學（ME）”與“物理學，數(shù)學（P,M）”關(guān)聯(lián)度為0.103。這些子學科聯(lián)系十分緊密，作為ESI工程學科研究的基礎(chǔ)子學科，支撐其他子學科的研究發(fā)展。而其中相對獨立的學科有“化學，物理（C,P）”“數(shù)學和計算生物學（M&C）”“生物物理學（BI）”，這三個學科與其他學科無交叉。

表1 學科間交互相關(guān)矩陣

圖4 學科交互相關(guān)圖

3.4 學科分區(qū)之間交叉度分析

期刊的影響因子（Impact factor，IF）是指對期刊獲得客觀響應、反映其重要性的宏觀度量，是評價期刊學術(shù)水平的重要指標，由于不同學科期刊影響因子有明顯差異，故不適宜用影響因子來比較不同學科期刊之間的相對影響力。對此，科睿唯安將期刊按照學科方式分成4個JCR質(zhì)量區(qū)。IF排名進入期刊所屬學科前25%者歸Q1區(qū)；IF排名進入期刊所屬學科前26～50%者歸Q2區(qū)；IF排名進入期刊所屬學科前51～75%者歸Q3區(qū)；學科領(lǐng)域IF排名后25%的期刊則歸Q4區(qū)[8]。由于一種期刊可能屬于多個JCR學科，即每種期刊可能屬于多個分區(qū)，有的期刊不同的學科分類其分區(qū)也不盡相同，甚至出現(xiàn)分區(qū)跨度較大的情況。對本案例中涉及到的期刊的學科分區(qū)進行共現(xiàn)分析，得到如表2所示的學科分區(qū)共現(xiàn)矩陣及如圖5所示的學科分區(qū)共現(xiàn)圖。

表2 學科分區(qū)共現(xiàn)矩陣

由表2和圖5的學科分區(qū)矩陣及關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可見，Q1與Q2的共現(xiàn)指數(shù)為0.05，節(jié)點間的連線也較粗，表明Q1與Q2間存在較強關(guān)聯(lián)性；Q1與Q3的共現(xiàn)指數(shù)為0.024，節(jié)點間的連線較細，表明Q1與Q3間存在弱關(guān)聯(lián)性，即一種期刊其學科分類和學科分區(qū)可能涉及到Q1、Q2，甚至涉及到Q3區(qū)。值得注意的是，Q2與Q1、Q3、Q4之間都存在共現(xiàn)，Q3與Q1、Q2、Q4之間都存在共現(xiàn)，即部分期刊學科分類較多、學科分區(qū)跨度也較大，涉及Q1、Q2、Q3及Q4四個分區(qū)。Q4與Q3的共現(xiàn)指數(shù)為0.05，與Q2的共現(xiàn)指數(shù)為0.005，即某些期刊學科分區(qū)主要以Q4與Q3為主，少數(shù)涉及到Q2分區(qū)。

圖5 學科分區(qū)共現(xiàn)圖

4 結(jié)語

通過基于期刊學科分類視角對學科間交叉關(guān)系的計量研究，尤其是通過對ESI工程學科與樣本學院學科緊密相關(guān)期刊的學科分布特點、學科間交叉數(shù)量、學科間交叉強度、學科分區(qū)間關(guān)聯(lián)度等多維分析，不難發(fā)現(xiàn)，ESI工程學科領(lǐng)域涉及到了眾多細化的JCR學科類別，各子學科間相互交叉、彼此聯(lián)系，呈現(xiàn)出多學科交叉融合的發(fā)展態(tài)勢。而學科交叉促進了不同學科間知識的彼此流動、相互吸收與融匯貫通，推動相關(guān)學科領(lǐng)域成熟發(fā)展[9]。特別是基礎(chǔ)學科作為ESI工程學科中重要的研究基礎(chǔ)和分支，跨領(lǐng)域特征更加明顯，支撐著工程學整體及其他眾多相關(guān)學科的研究發(fā)展。通過識別學科間交叉融合特征及學科支撐度考量，有助于突破學科間障礙，促進學科間交流合作，發(fā)掘前沿研究動向，預測學科交叉主題，帶動相關(guān)學科的協(xié)同發(fā)展，探尋學科新的生長點，營造良好的學科生態(tài)。