基于ESI高水平論文的中美兩國化學(xué)學(xué)科競爭力對(duì)比分析

何文珍，梁美宏

(1.紹興文理學(xué)院 圖書館，浙江 紹興 312000；2.河海大學(xué) 圖書館，江蘇 南京 211100)

2005年11月5日，國務(wù)院發(fā)布《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，提出建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科的重大戰(zhàn)略決策，推動(dòng)一批高水平大學(xué)和學(xué)科進(jìn)入世界一流行列或前列，對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國從高等教育大國向高等教育強(qiáng)國的跨越具有非常重要的意義[1]。世界一流大學(xué)應(yīng)該擁有一批國家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，擁有一批進(jìn)入國際學(xué)科排名前列，具有世界一流水平的學(xué)科，世界一流學(xué)科的數(shù)量越多、質(zhì)量越高，成為世界一流大學(xué)的機(jī)會(huì)就越大[2]。因此，一流大學(xué)的建設(shè)歸根結(jié)底是一流學(xué)科的建設(shè)，“雙一流”建設(shè)最終取決于學(xué)科建設(shè)。

在“雙一流”建設(shè)背景下，國內(nèi)很多高校開始關(guān)注學(xué)科建設(shè)，而強(qiáng)大的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科是學(xué)校發(fā)展和建設(shè)其他應(yīng)用學(xué)科的基礎(chǔ)和前提，也是世界一流大學(xué)的共同特征[3]。基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(Essential Science Indicators，簡稱ESI)將所有文獻(xiàn)根據(jù)其發(fā)文期刊劃分為22個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，是衡量科研績效、跟蹤學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)的權(quán)威評(píng)價(jià)工具[4]。ESI數(shù)據(jù)庫中，化學(xué)學(xué)科是中國22個(gè)學(xué)科中論文產(chǎn)出最多的學(xué)科，同時(shí)在全球化學(xué)學(xué)科中，中國化學(xué)學(xué)科也是產(chǎn)出最多的國家，而美國是化學(xué)學(xué)科ESI論文被引頻次最高的國家。鑒于化學(xué)學(xué)科的重要性以及中美兩國化學(xué)學(xué)科的差異性，筆者選取基礎(chǔ)學(xué)科之一的化學(xué)學(xué)科為研究對(duì)象，以ESI高水平論文(Top Papers)為數(shù)據(jù)源，從不同維度揭示中美兩國化學(xué)學(xué)科的科研競爭力，探討中美兩國化學(xué)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)和不足，便于我國在學(xué)科建設(shè)的決策中找出問題和差距，提出化學(xué)學(xué)科針對(duì)性的發(fā)展對(duì)策，進(jìn)而提高我國化學(xué)學(xué)科的科研競爭力和影響力。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

ESI數(shù)據(jù)庫每兩個(gè)月會(huì)更新一次，涵蓋近十年的滾動(dòng)數(shù)據(jù)，筆者以2020年5月14日更新的ESI數(shù)據(jù)庫的化學(xué)學(xué)科高水平論文為數(shù)據(jù)源，時(shí)間跨度為2010年～2020年。

采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)相關(guān)的情報(bào)分析方法對(duì)中美兩國化學(xué)學(xué)科的高水平論文分別從科研產(chǎn)出、被引情況、發(fā)文期刊、基金資助、研究領(lǐng)域等維度進(jìn)行比較分析。

2 數(shù)據(jù)分析與討論

2.1 論文數(shù)量及被引情況對(duì)比

在2010年～2020年間，全球發(fā)表化學(xué)學(xué)科SCI論文共1 754 555篇，僅有1%(17 550篇)的論文是ESI高水平論文，中國發(fā)表的化學(xué)學(xué)科SCI論文最多，將近美國的兩倍，但是中國化學(xué)學(xué)科的SCI論文的被引頻次與美國相差不多，其篇均被引頻次比美國低很多，甚至低于全球化學(xué)學(xué)科SCI論文篇均被引水平。

在ESI高水平論文中，中美兩國發(fā)表的論文數(shù)量相對(duì)較多，占全球化學(xué)學(xué)科ESI高水平論文總量的69%以上。中國的化學(xué)ESI論文數(shù)量比美國多，但是被引頻次卻比美國低，篇均被引頻次與全球化學(xué)學(xué)科ESI論文的篇均被引頻次有很大差距。比較來看，中國在論文數(shù)量的貢獻(xiàn)率雖然較高，但是被引頻次貢獻(xiàn)率卻比美國低不少。

從中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI高水平論文數(shù)量及被引頻次歷年分布來看，如圖1所示，中國化學(xué)學(xué)科的ESI高水平論文數(shù)量呈現(xiàn)逐年明顯上升的趨勢(shì)，而美國的論文數(shù)量則呈現(xiàn)比較平緩甚至有小幅下降的趨勢(shì)。2010年～2014年間，美國發(fā)文量一直領(lǐng)先于中國，自2015年開始，中國ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文量超過美國，且差距越來越大，2019年中國化學(xué)學(xué)科ESI高水平論文已經(jīng)超過了美國的兩倍。在被引頻次方面，中美兩國化學(xué)學(xué)科呈現(xiàn)與發(fā)文量類似的發(fā)展趨勢(shì)，2015年以前，美國的被引頻次均比中國高，2010年、2011年中國的被引頻次比較低，與當(dāng)年中國的發(fā)文量較低有很大關(guān)系。

圖1 2010年～2020年中美兩國ESI高水平論文歷年發(fā)文量及被引頻次分布

2.2 發(fā)文期刊對(duì)比

期刊作為論文的載體，其質(zhì)量高低能夠反映論文的質(zhì)量，JCR分區(qū)反映了期刊的影響因子在學(xué)科中的排名情況，JCR將期刊按影響因子由高到低平均劃分為Q1、Q2、Q3、Q4四個(gè)區(qū)間[5]，Q1區(qū)的期刊質(zhì)量最高，Q2次之，Q3、Q4區(qū)間的期刊質(zhì)量相對(duì)較低。對(duì)中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI高水平論文的發(fā)文期刊的分區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如圖2、圖3所示，兩國發(fā)文期刊在4個(gè)區(qū)間之間的分布相差不大，均有90%以上的論文是發(fā)表在Q1期刊，有不到10%的論文發(fā)表的其他區(qū)間的期刊上。從論文的刊載期刊來看，中國化學(xué)學(xué)科ESI高水平論文發(fā)表在199種期刊上，美國發(fā)表在215種期刊上，有149種期刊重合。從頂級(jí)期刊的發(fā)文量來看，中國在《Nature》《Science》上分別發(fā)表30篇、53篇論文，而美國分別在《Nature》《Science》上發(fā)表114篇、262篇論文。

表1 ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文及被引情況分布

圖2 中國化學(xué)學(xué)科發(fā)文明期刊分區(qū)分布

圖3 美國化學(xué)學(xué)科發(fā)文期刊分區(qū)分布

2.3 基金資助對(duì)比

研究各類基金項(xiàng)目資助發(fā)表論文的情況，不僅可以了解該領(lǐng)域相關(guān)研究的重視程度及當(dāng)前的研究前沿或熱點(diǎn)，還可以反映該領(lǐng)域研究論文的質(zhì)量和水平[6]。

從中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI論文基金資助前5名的機(jī)構(gòu)可以看出，中國ESI化學(xué)論文受基金資助的機(jī)構(gòu)相對(duì)集中，受資助最多的機(jī)構(gòu)是中國國家自然科學(xué)基金，資助論文達(dá)到82%以上，對(duì)中國化學(xué)學(xué)科ESI高水平論文的支持力度最大，因此，是否能得到國家自然科學(xué)基金的資助，是能否成為ESI高水平論文的一個(gè)重要因素。而美國ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文受資助機(jī)構(gòu)則相對(duì)分散，受資助比較多的機(jī)構(gòu)有國家科學(xué)基金會(huì)、美國能源部、美國衛(wèi)生服務(wù)部、美國國立衛(wèi)生研究院等，美國受資助的第5名機(jī)構(gòu)是中國國家自然科學(xué)基金，說明美國ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文有14.89%是由中美兩國合作發(fā)文，且得到中國國家自然科學(xué)基金的資助。

表2 中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI論文基金機(jī)構(gòu)Top5

2.4 學(xué)科領(lǐng)域?qū)Ρ?/h3>

ESI將每一種期刊劃分為一類，根據(jù)期刊將文獻(xiàn)分為22個(gè)學(xué)科，但是有些期刊中的文獻(xiàn)涉及多個(gè)學(xué)科，這種劃分方法不夠細(xì)致，無法體現(xiàn)文獻(xiàn)的交叉學(xué)科的特性[7]。這種分類法不容易發(fā)現(xiàn)和挖掘?qū)W科在微觀領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢(shì)，因此，筆者將ESI高水平論文與SCIE數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，對(duì)中美兩國ESI化學(xué)學(xué)科的學(xué)科領(lǐng)域依據(jù)SCIE數(shù)據(jù)庫的學(xué)科分類法進(jìn)行細(xì)分，具體見表3。

表3 中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI論文對(duì)應(yīng)SCIE學(xué)科研究領(lǐng)域分布統(tǒng)計(jì)

中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI論文共對(duì)應(yīng)28個(gè)SCIE學(xué)科研究領(lǐng)域，其中，中國對(duì)應(yīng)27個(gè)研究領(lǐng)域，美國對(duì)應(yīng)26個(gè)研究領(lǐng)域。中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI論文對(duì)應(yīng)的研究領(lǐng)域各有側(cè)重，但側(cè)重研究的領(lǐng)域基本一致，均側(cè)重研究的是工程學(xué)(ENGINEERING)、科學(xué)技術(shù)其他主題(SCIENCE TECHNOLOGY OTHER TOPICS)、能源燃料(ENERGY FUELS)、環(huán)境科學(xué)生態(tài)學(xué)(ENVIRONMENTAL SCIENCES ECOLOGY)、材料科學(xué)(MATERIALS SCIENCE)等領(lǐng)域。此外，比較來看，中國化學(xué)學(xué)科側(cè)重研究的領(lǐng)域還有電化學(xué)(ELECTROCHEMISTRY)、生物技術(shù)應(yīng)用微生物學(xué)(BIOTECHNOLOGY APPLIED MICROBIOLOGY)、生物物理學(xué)(BIOPHYSICS)、晶體學(xué)(CRYSTALLOGRAPHY)等，而美國化學(xué)學(xué)科側(cè)重研究的領(lǐng)域有物理學(xué)(PHYSICS)、生物化學(xué)分子生物學(xué)(BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY)、藥理學(xué)(PHARMACOLOGY PHARMACY)、計(jì)算機(jī)科學(xué)(COMPUTER SCIENCE)、數(shù)學(xué)計(jì)算生物學(xué)(MATHEMATICAL COMPUTATIONAL BIOLOGY)等。

2.5 國際科研合作對(duì)比

隨著科學(xué)研究國際化趨勢(shì)的日益加深，國家科研合作日益緊密，同時(shí)國際科研合作對(duì)科學(xué)發(fā)展也越來越重要，各國都非常重視國際科研合作。所謂國際科研合作，是指不同國家或地區(qū)之間的科研團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行的科研的合作與交流，共享資源，當(dāng)科研合作主體涉及不同的國家或地區(qū)時(shí)，便發(fā)生了國際科研合作關(guān)系。近年來，各國不僅在政策層面上出臺(tái)多項(xiàng)鼓勵(lì)國際科研合作的戰(zhàn)略，同時(shí)，在實(shí)踐層面也積極參與國際科研合作，從而提高本國的科研競爭力和創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)[8]。

對(duì)中美兩國ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文的國際科研合作情況從合作論文數(shù)量及占比、國際合作國家數(shù)量進(jìn)行比較分析，充分了解中美兩國化學(xué)學(xué)科高水平論文的國際合作情況。

2.5.1 國際科研合作論文數(shù)量及合作率對(duì)比。 發(fā)表國家有2個(gè)及以上的論文認(rèn)為是國際合作論文，取國際合作論文數(shù)與該國論文總數(shù)的百分比為“國際合作率”的值，具體統(tǒng)計(jì)見表4。

中美兩國ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文均有40%以上的論文是國際合作論文，美國的國際合作率比中國稍高。中國6 655篇ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文中共有2 696篇(40.51%)論文是國際科研合作論文，其中，2 068篇(31.07%)論文僅與一個(gè)國家(或地區(qū))合作，不到1%的ESI論文與4個(gè)及以上國家(或地區(qū))合作。美國5 542篇ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文有2 569篇(46.36%)論文參與國際合作，其中，有44%以上的論文是與3個(gè)及以下的國家(或地區(qū))合作，與3個(gè)以上國家(或地區(qū))合作的論文不到2%。可見，中美兩國ESI化學(xué)學(xué)科高水平論文絕大多數(shù)都是與3個(gè)及以下的國家(或地區(qū))合作發(fā)文，與3個(gè)以上國家(或地區(qū))發(fā)文非常少。

2.5.2 國際合作國家對(duì)比。 統(tǒng)計(jì)中美兩國合作的國家(或地區(qū))，中國化學(xué)學(xué)科ESI論文共與78個(gè)國家(或地區(qū))合作過，而美國與74個(gè)國家(或地區(qū))合作過，說明中美兩國化學(xué)學(xué)科與國際的合作與交流非常廣泛。由表5可知，中美兩國相互合作發(fā)文最多，達(dá)到1 236篇，中國與新加坡、中國香港、日本、韓國等亞洲國家(或地區(qū))合作相對(duì)較多，而美國則與德國、英國、加拿大、法國、意大利等歐美國家(或地區(qū))合作較多。說明中美兩國化學(xué)學(xué)科ESI國際合作體現(xiàn)了地域性的差異。

3 總結(jié)與思考

筆者以2020年5月14日更新的ESI數(shù)據(jù)庫中化學(xué)領(lǐng)域高水平論文(Top papers)為數(shù)據(jù)源，從論文數(shù)量及被引情況、發(fā)文期刊、基金資助情況、學(xué)科領(lǐng)域、國際科研合作等5個(gè)方面對(duì)中美兩國的化學(xué)學(xué)科ESI高水平論文進(jìn)行全面比較分析，最終得出如下結(jié)論：①從ESI化學(xué)學(xué)科的論文來看，中國對(duì)化學(xué)學(xué)科的研究越來越重視，論文數(shù)量穩(wěn)步提升，自2015年始，中國論文量超過美國，成為發(fā)文量最多的國家且以很大優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于其他各國。但是，中國論文的被引頻次卻比美國低很多，甚至低于全球平均水平，被引頻次很大程度上代表了論文的科研影響力，從側(cè)面反映了論文的質(zhì)量，表明雖然中國化學(xué)學(xué)科ESI論文數(shù)量較高，但是論文質(zhì)量相對(duì)美國來說要低很多。中國化學(xué)學(xué)科的發(fā)展應(yīng)該在重視提高論文數(shù)量的基礎(chǔ)上，逐步轉(zhuǎn)變到重視提高論文質(zhì)量上，激勵(lì)科研工作者提高科研創(chuàng)新能力和學(xué)術(shù)影響力，發(fā)表更多高質(zhì)量的論文。②從論文刊載期刊來看，中國化學(xué)學(xué)科發(fā)表在一區(qū)期刊的ESI論文略多于美國，但是在頂級(jí)期刊上發(fā)表的論文卻比美國要少很多。論文發(fā)表的期刊的質(zhì)量能夠反映論文的質(zhì)量，期刊的質(zhì)量越高，其學(xué)術(shù)影響力越大，對(duì)于提高論文的學(xué)術(shù)影響力具有非常重要的作用。提高論文發(fā)表的期刊的水平，很大程度能提高該學(xué)科的科研水平。 ③中國80%以上的化學(xué)學(xué)科ESI論文受中國國家自然科學(xué)基金的資助，而美國受資助機(jī)構(gòu)則相對(duì)分散。中國化學(xué)學(xué)科ESI論文受資助基金過于單一，也表明其他基金資助的論文質(zhì)量不高，加強(qiáng)各類基金對(duì)化學(xué)學(xué)科的資助力度，能夠鼓勵(lì)更多化學(xué)領(lǐng)域科研工作者申請(qǐng)，從而提高化學(xué)學(xué)科研究的廣度，激發(fā)化學(xué)學(xué)科更強(qiáng)的發(fā)展勢(shì)頭。 ④中美兩國ESI化學(xué)學(xué)科涉及的SCIE研究領(lǐng)域比較廣，說明化學(xué)學(xué)科具有很強(qiáng)的交叉性特征。中美兩國化學(xué)學(xué)科其他學(xué)科的交叉性研究各有側(cè)重，中國側(cè)重與物理學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的交叉，而美國則側(cè)重與計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域的交叉。進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科領(lǐng)域的交叉性研究，能夠充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科作為基礎(chǔ)學(xué)科之一的作用，同時(shí)也能促進(jìn)其他學(xué)科的發(fā)展。 ⑤從國際科研合作情況來看，美國的國際合作率比中國要高，中美兩國分別是對(duì)方合作最多的國家，中美兩國是對(duì)方密切的合作伙伴。中國應(yīng)積極參與各類國際會(huì)議、學(xué)者外派訪問、加強(qiáng)學(xué)術(shù)進(jìn)修等方式，取長補(bǔ)短，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流，提高專業(yè)技術(shù)和科研水平，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)同英國、德國、法國等歐美發(fā)達(dá)國家之間的交流與合作，對(duì)于提高中國化學(xué)學(xué)科的國際影響力具有非常重要的意義。

筆者僅以文獻(xiàn)計(jì)量的一些指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中美兩國ESI高水平論文進(jìn)行了比較分析，尚未對(duì)中美兩國的研究熱點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行分析，在未來的研究中，會(huì)對(duì)中美兩國化學(xué)學(xué)科各自的研究熱點(diǎn)主題及參與的研究前沿主題進(jìn)行比較，進(jìn)一步探索中美兩國化學(xué)學(xué)科研究的重點(diǎn)及中國研究相對(duì)較弱的領(lǐng)域，以全方位提高我國化學(xué)學(xué)科的科研水平及影響力。