侯海燕++黄福++梁国强++王亚杰++胡志刚
摘要：研究热点的探测为科学研究和政府决策提供了重要的支持，通过对政府在热点研究领域的资金投入，以期研究政府研发投入对热点研究领域存在的导向和影响作用。通过关键词聚类的方法对滑动时间窗内的文献进行社团划分，进而通过可视化图谱对总体聚类与政府扶持聚类效果进行比较分析，研究政府投入对该领域发展的影响及其规律。通过统计分析和聚类间的可视化比较分析，存在政府投入的科学学热点领域在整体研究热点聚类中占据了重要的位置，政府投入对科学学研究的发展具有重要的导向作用。
关键词：热点研究；政府扶持；关键词分析；聚类分析
中图分类号：G301 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.04.006
The Impact of Government R&D Investment on the Hot Topics of Science of Science
HOU Haiyan， HUANG Fu， LIANG Guoqiang， WANG Yajie， HU Zhigang
（Institute of Science Studies and S&T Management， WISE Lab， Dalian University of Technology， Dalian 116024，Liaoning， China）
Abstract：Detection the hot topics is an important support for scientific research and government decision-making by studying the government's investment in the hot research field， in order to study the guidance and influence of government R&D investment on hot research field. For the partition by keywords clustering method in a sliding time window， then compare over all clustering and the government support clustering use Visualizing Map， to research the impact of government investment of the development and regularity on a research field. based on statistical analysis and visual comparison analysis between clusters， fields of government investment have occupied an important position in all research front fields of science of science， the government investment has an important positive leading function on the research of science of science.
Keywords：Hot topics； Government support； Keyword analysis； Cluster analysis
0 引言
如果能够科学、精准的把握科学研究领域中的最新以及未来的发展趋势，可以为个人科研选题，企业发展定位或是国家科技政策制定提供有力的帮助，推动科学研究的快速健康发展。研究热点作为一段时间内被众多的研究人员关注的领域，如何寻找挖掘是科研领域的一个热点。我国政府对科学研究的发展提供了大量的资源投入，其中国家提供的科学基金作为政府扶持的一种重要形式为我国科学研究提供了可靠的资金投入，在推動我国科学研究的发展，促进基础学科建设，发现、培养优秀科技人才等方面提供了支持。因此，政府扶持实际效果如何，是否促进了我国科学研究的发展，对科学研究发展的影响和导向如何等都需要我们对科学研究的发展和发展趋势等进行研究。没有了发表，科研创新便不完整，因为正是文献的发表，才给相关科学界提供了纠错、评价或认可的机会[1]，通过发表的论文进行科学研究发展的分析是具有可行性的。本文以科学学领域核心期刊文献作为研究对象，从政府扶持层面进行文献的研究，从而探测政府投入与科学研究发展的关系。
1 基于文献的研究方法概述
基于文献的方法进行科学研究一直是科学计量学领域的一个重要方法。主要包含有：基于引用关系的方法、基于文本内容的方法以及混合分析方法等。基于引用关系进行热点研究的探测和分析已较为成熟并被广泛使用，主要包括基于共被引、文献耦合、直接引用等方法。1965年，普赖斯利用被频繁引用的文献进行科学发展研究前沿的分析[2]。1974年，Small和Griffith在普赖斯研究的基础上通过共被引聚类分析的方法得到的高被引文献聚类，从而通过共被引聚类对科学发展进行研究[3]。1994年，Garfield通过对施引文献与共引文献聚类进行研究[4]。同年，Persson通过对被引文献与施引文献的分析将研究领域划分为知识基础和研究前沿[5]。但是，由于引文分析在时间上往往具有一定的滞后性，因此很多学者试图采用基于词频、共词、突现词等方法从文献本身的文本内容入手，通过这种更直接的方式探测科学发展。例如，2003年Kleinberg通过对论文标题中词的突现度进行研究状态转变的研究[6]，2006年，陈超美（Chen CM）从题目、摘要等中提取突现词对理论趋势和新主题的涌现进行标注[7]，并在2009年在CiteSpaceⅡ软件中实现了突现词检测算法用于进行研究[8]。另外基于共词分析与共引分析等混合使用的研究方法也被普遍的使用，如：黄鲁成[9]，赵荣英[10]等。依据CNKI提供的文献关键词，采用Baoyack和Klavans[11]时间窗口的分析方式，对五年这样一个较短的时间窗进行数据的采集保证数据的新颖性，同时利用滑动时间窗的方式对科学学的发展进行研究探测。通过对滑动时间窗内的关键词构建共词网络，进而利用聚类的一致性分析探测科学发展的变化，同时对总体数据聚类与政府扶持的数据聚类进行一致性分析。关键词聚类分析是根据关键词间的相似度实现对文献集中的词进行聚类，能够最大程度地发挥词分析的优势，更深入地挖掘文献资料探测热点研究方向。endprint
2 数据与方法
2.1 数据来源
CNKI（National Knowledge Infrastructure）是我国知识信息资源的大规模集成体，提供了包括期刊、学位论文、会议论文、报纸、年鉴、工具书等多种源数据库。囊括了7000多种期刊、近1000种报纸、18万本博士/硕士论文、16万册会议论文、30 万册图书以及国内外1100多个专业数据库，可以提供足够完整的数据来源[12]。本文依据北京大学《中文核心期刊要目总览》（2016版）中“G3科学， 科学研究类”中列出的9种核心期刊，《科学学研究》、《科研管理》、《科学学与科学技术管理》、《研究与发展管理》、《中国科技论坛》、《中国软科学》、《科技管理研究》、《科技进步与对策》和《科学管理研究》等9种核心期刊为数据样本[13-15]。检索2007年至2015年间的所有文献共计35908条，通过清除文献中的书讯、机构简介以及征稿类文献等剩余35117条文献作为总体的原始数据集进行分析。政府投入数据采用国家基金代表政府扶持的倾向，选择的国家基金包含国家自然科学基金、国家社会科学基金、国家软科学研究计划、高等学校博士学科点专项科研基金、跨世纪优秀人才培养计划、国家科技支撑计划、全国教育科学规划、国家高技术研究发展计划（863计划）等文献量排名前8的中央国家级科学基金支持的文献11190篇进行分析研究。
2.2 研究方法
由于固定时间窗不能很好地反映领域的动态变化，许多研究人员倾向于选择滑动时间窗探索热点研究方向的演化[16]。本文在研究过程中将整个时间段以滑动时间窗的方式划分为2007～2011，2008～2012，2009～2013，2010～2014，2011～2015五个阶段以方便进行比较分析。研究方法采用统计分析与可视化分析相结合，统计分析主要对国家投入产出文献和总产出文献中的作者、机构、关键词等分布进行统计分析。可视化分析则通过对关键词聚类进行研究领域与研究主题分析，其结果可以显示研究领域与研究领域之间的相关关系，反映这些词所代表的主题以及研究领域的结构关系。
3 分析与结果
3.1 统计分析
在总量分布上，由政府扶持的文献产出数量占总体文献产出量的31.2%。对总体文献的数据和政府扶持文献的数据进行的统计分析如图1所示。通过分析可以发现在总体文献存在下降的同时由政府扶持的文献量在整个时间发展过程中却处于不断上升的过程，政府扶持的文献产出在整个过程中所占的比重越来越大，科学学研究领域政府投入的产出比重的提升说明政府投入在其所有产生中的导向作用的提升和影响的提高。
3.1.1 作者与机构分布统计
统计了每个阶段的作者及其所属机构发文分布情况。提取政府扶持和总体文献中作者和出版机构出现频次大于1次的作者和机构（尽量避免文献中的机构和作者中因偶然因素的参与，采用提取频次大于1次的作者和机构），统计结果如表1和表2。从时间分布上可以看出在总体文献与政府扶持的文献中频次大于1的作者在所有作者中占比均达到60%以上，在总体文献与政府扶持的文献中频次大于1的机构占所有机构的比例均达到80%以上，因此二者均具有一定的代表性。从作者分布上可以看出总体文献中的作者和机构数量无论总量还是频次大于1的数量分布均处于下降的趋势，而政府扶持的文献中的作者和机构数量无论总量还是频次大于1的数量分布均处于逐步增长的趋势。在整体呈现下降的趋势下，政府扶持的机构和作者的上升首先说明政府扶持在整体科学学研究中的导向与影响力在逐步扩大，政府扶持对科学学研究的支持作用也越来越重要，其次期刊对由政府扶持的文献给予较高的质量评价。
3.1.2 关键词分布统计
为实现对政府扶持的文献与总体文献的主题分析，对文献进行关键词的提取和统计分析。关键词频次统计结果如表3所示（为避免文献中关键词偶然性同样采用了提取频次大于1的关键词），通过分析发现在五个阶段中总体文献中频次大于1的关键词出现频次与关键词总频次的占比均达到70%以上，政府扶持的文献中的频次大于1的关键词与关键词总频次的占比均达到60%以上，因此在进行关键词聚类分析时采用政府扶持与总体文献可以采用频次大于1的关键词进行聚类分析。通过对某阶段中关键词与前一阶段中相同的关键词占比进行统计（表4和表5）。从表4和表5可以看出时间窗分布中时间间隔越远则相同关键词的数量占比越少，在一定程度上表明研究内容的差异性越大，热点的研究内容随时间的变化也发生了变化，而且时间间隔越远差异性越大，也为我们进行聚类差异性分析提供了可行性。
通过对科学学领域的研究主题，即关键词进行比较分析[14]，列出了频次最高的前10个关键词（如表6所示）。这些关键词的频次均在100次以上，总体关键词与政府扶持关键詞的频次排名前10个关键词中有7个相同。总体关键词中的知识产权在政府扶持关键词中排在25位，频次为80；科技创新排在30位，频次为74；指标体系排在33，频次为72；企业绩效排在23位，频次为231；协同创新排在15位，频次为292。相较与关键词总量，总体关键词与政府扶持关键词中不同的关键词排位名次比较靠前。尤其是政府扶持关键词中的
系统创新与知识共享，虽然在总体关键词中未进入前十但是排名在第15、16位而且频次都达到了200次以上。通过相同关键词与不同关键词的排位，我们发现，总体主题与政府扶持的研究主题上尤其是频次较高的热点主题上二者具有较大的相似性，但依然有一定的差异。
进一步对存在差别的词以关键词为检索条件在CNKI中对9本期刊中出现的时间和频次进行统计，知识产权与指标体系出现的时间较早，分别在1992年与1981年，科技创新出现较晚为1998年。与总体关键词中存在差异的知识共享、企业绩效与协同创新出现的时间均较晚，分别为2000、1999与2000年首次出现，尤其是协同创新在2000年出现2次后，再次出现为2004年。通过出现时间以及频次排名，可以明显得出政府扶持的领域为相对较为新颖的领域，且在总体排名中政府支持的关键词也相对靠前说明政府支持对研究方向存在一定的导向作用。endprint
3.2 可视化分析
3.2.1 整体可视化图谱分析
可视化分析可以清晰的展示聚类效果，本文在研究过程中利用VOSviewer实现可视化图谱的生产。VOSviewer是由Nees Jan van Eck和Ludo Waltman开发的一款免费软件，被广泛应用于各类“共现”分析[17]，尤其在聚类技术等方面有其独特优势。可视化图谱采用VOSviewer中的密度图，红色代表关注较多的主题或领域，其权重越大其颜色越接近于红色；相反，如果其权重越小，则其颜色越接近于蓝色[18]。本文选择频次高的主题词用来确定一个研究领域的热点问题[14，19]，利用文献中的关键词构建关键词共现网络，借助VOSviewer软件对关键词进行聚类分析实现可视化图谱来确定科学学研究中的热点领域。
通过密度图能直观的看出热点区域，效果如图2和图3所示，从左到右依次为五个阶段在未精简数据的情况下的聚类效果。从整体比较总体热点领域与政府扶持热点领域，二者的成员基本是完全包含关系，尤其是政府扶持热点领域中的高密度数据区域与总体热点领域中的高密度聚类区域存在一定的重叠性。通过对图谱中深色部分的热点研究主题进行综合分析，得出二者主要的研究主题均包括：创新研究、知识产权与知识管理、指标体系研究、绩效评价研究、科学计量学方法与指标研究以及企业创新能力研究等研究主题。同时，总体热点领域与政府扶持热点领域，也存在科技创新、知识产权和战略性新兴产业等大量不相同的研究主题。政府扶持的热点研究领域与总体数据的热点研究领域这种既存在相同的研究主题，也存在不同的研究主题的效果，为接下来进行比较研究提供了数据基础。
3.2.2 分阶段聚类对比分析
为进一步分析政府投入对科学学研究热点研究方向的影响，通过构建知识图谱进行组内与组间的研究领域与研究主题的分析。在利用VOSviewer进行可视化分析的过程中通过提取总体关联强度大于1.2的节点对可视化图谱进行了精简，从而方便比较分析（可视化图谱如图4所示）。首先，采用所有关键词数据构建关键词的共现网络图谱，利用每个阶段的节点频次构建VOSviewer密度图。然后，对政府扶持数据和总体数据的五个阶段进行时间轴纵向比较分析。最后，对政府扶持数据与总体数据进行横向比较分析研究。
（1）对政府扶持的科学学热点领域进行纵向比较分析，我们发现在五个阶段中，科学学研究在政府扶持下共出现了4个主要的研究热点领域。其中最为核心的①号领域是以基础研究、科学计量学、国家创新体系、信息可视化和工艺创新排在前五位的主题构成的研究领域，是持续受到政府重点扶持的最为热门的研究领域。在该领域中的基础研究、科学计量学与信息可视化主题呈现出一定的下降趋势，而知识图谱、共词分析和国家高新区等主题则呈现快速的增长势头，并在第五个时间段中取代了科学计量学、信息可视化和工艺创新成为该领域受关注的五个热点主题，尤其是知识图谱取代了基础研究成为该领域最热的研究主题。
与①号热点领域关系最为紧密的②号热点领域也受到了政府的持续关注和重视，以企业家导向、突变创新、知识管理战略、探索性学习和渐进创新为热门的研究主题，但是在该领域发展过程中企业家导向、突变创新、知识管理战略和渐进创新主题呈下降趋势，而成长绩效、探索性创新、开发性创新和渐进式创新形成的新的热点主题逐步取代前四者与探索性学习成为该领域排在前五位的研究主题，其中探索性创新则迅速发展取代企业家导向成为该领域最热的研究主题。
③号热点领域以变革型领导、组织承诺、团队绩效、员工创新行为和工作满意度排在前五的研究主题构成，该领域中工作满意度和组织承诺呈现出一定的下降趋势，而创造力与团队创造力增长迅速并逐步取代前两者成为该领域排在前五的热点主题，尤其是团队创造力从第四个阶段开始取代变革型领导成为该领域中最热的研究主题。
在政府扶持的科学学热点领域中，还存在以文化差异、结构洞和网络位置等研究主题所形成的④号领域。该领域在五个时间窗口中呈现出快速增长的趋势，其中尤以机构组织网络位置的研究呈现出快速发展趋势。通过对政府扶持科学学热点领域的分析，①号领域在发展过程中整体呈现出一定的下降趋势，②、③和④号研究领域的研究热度则逐渐增强。从研究主题上分析，政府扶持的科学学研究正由基础理论研究转向以应用为主的研究。
（2）对科学学的总体热点领域进行纵向比较分析，五个阶段中共存在2个主要热点领域。通过对总体热点领域的分析，总体热点领域中的号和号两个热点领域与政府扶持热点领域中的①号和③号两个热点领域存在一定重叠。在研究主题上号热点领域是以基础研究、国家创新体系、科学计量学、技術预见和科学学等研究主题排在前五位的热点领域，但是这五个主题在接下来的发展过程中同时出现了下降的趋势，尤以科学计量学、技术预见、科学学主题的下降最快，而知识图谱和科技体制改革则迅速上升逐步取代科学预见和科学学。
号是以组织承诺、工作满意度、变革型领导、团队绩效和离职倾向等排在前五的研究主题构成的一个持续研究热点，而组织承诺、工作满意度和离职倾向下降迅速，团队创造力、员工创新行为和创造力增长迅速并逐步取代组织承诺、工作满意度和离职倾向成为研究热点主题，尤其是团队创造力主题的研究发展成为该领域最热的研究主题。
在科学学总体热点领域中与政府扶持热点领域中的②对应的位置也在快速的发展，展露出一定的热点趋势。通过科学学总体热点领域的分析，号和号两个热点领域的研究热度逐渐增强。从研究主题上分析，科学学总体热点领域的科学学研究也正由基础理论研究向应用研究转向。
（3）对政府扶持的科学学热点领域与科学学研究的总体热点领域进行横向比较分析，两组热点领域中存在两个重叠且一直处于热点的研究领域，另外存在一个在政府扶持中一直处于热点研究领域，而在总体研究中则正在逐步转化为热点研究的领域，以及一个在政府扶持中正在形成，而总体数据中尚未形成热点的领域。endprint
首先，对政府扶持的①号和总体的号持续热点领域的主题进行比较分析，比较热点领域第1阶段中排在前五位的主题可以发现二者在后两项主题信息可视化和工艺创新与技术预见和科学学上存在不同，在发展过程中政府扶持中的科学计量学逐步退出，让位于更具应用技术性的共词分析，而在总体数据中依然保留。此外，在政府扶持中伴随我国高新技术的发展、产业集群的形成在新研究需求形式下出现国家高新区这样新的热点主题，而与此对应的科技体制改革在我国已经取得了很大成就，但是其中的某些环节问题依然严重需要进一步研究，则在总体数据中成为一个研究的热点。通过科学学热点领域的主题分析可以得出政府扶持在该领域已经转向以应用为主的研究，而总体研究尚未完成转向。
第二，在政府扶持的③号和总体的号热点领域中，第1阶段中只有政府扶持中的员工创新行为和总体中的离职倾向研究主题不相同，在发展过程中由于团队创造力与创造力的快速发展成为新增的热点主题，而员工创新行为也成为二者共有的热点研究主题，变革型领导与团队绩效则持续保持热点研究主题，政府扶持的热点研究主题更早的关注创新与创造力的研究。
第三，政府扶持的②号热点领域在总体数据中的第5个阶段初步成为一个热点的研究领域，政府扶持中的④号热点领域在总体中尚未形成热点的研究领域。热点领域的形成时间上，政府扶持的科学学热点领域的形成在一定程度上要早于科学学总体热点领域的形成。
通过以上的比较分析，我们可以发现政府扶持的热点领域在形成时间上往往会早于总体中热点领域的形成，从主题的研究上也发现政府扶持的热点主题在形成上也一定程度要早于总体支持的热点主题，而且政府扶持的热点主题在新颖性上比总体的热点主题更新。因此我们可以归结政府投入对于科学学的热点的形成与研究方向转向具有一定的导向作用。政府扶持中存在的热点领域在总体数据中尚未形成的热点领域，有可能成为未来备受广泛关注的热点研究领域。
4 结论
本研究以科学学9年的文献作为研究对象，将文献数据划分为总体数据与政府扶持数据，对两组数据进行比较研究。将研究对象划分为五年为一个阶段的滑动时间窗，通过关键词频次与关键词共现聚类分析探测政府支持对热点研究的影响。通过文献量、作者、机构以及关键词的统计分析，政府投入在科学学研究产出中占据重要地位，说明在我国的科研环境中政府扶持对我国的科研产出无论数量还是质量都起到了强大的支撑作用。
通过科学学总体热点领域与政府扶持热点领域的数据内部的纵向分析以及组间的横向比较分析，可以清晰的发现政府扶持热点领域中热点领域的出现要早于总体的热点领域，伴随政府扶持热点领域的发展与之对应的总体图谱中的研究领域也呈现快速的发展趋势。利用主题词的分析，也发现政府扶持热点領域中的主题词在未来会成为总体热点领域中的主题词。通过比较，政府扶持与总体在科学学研究中均存在转向以应用为主的研究。因此，政府投入对于科学学的热点研究方向具有一定的引导作用，在政府扶持中的热点领域会影响总体研究热点领域的转变。
参考文献：
[1]皮特·温克勒. 基于科学计量学指标的科研评价[M]. 科学技术文献出版社， 2014.
[2]Price D. Networks of scientific papers [J]. Science， 1965，149（3683）：510-515.
[3]Small H， Griffith B C. The Structure of Scientific Literatures I： Identifying and Graphing Specialties[J]. Science Studies， 1974，4（1）：17-40.
[4]Garfield.E. Scientography： Mapping the Tracks of Science[J]. Current Contents Social & Behavioural Sciences， 1994.
[5]Persson.O. The intellectual base and research fronts of JASIS 1986-1990[J]. Journal of the American Society for Information Science， 1994，45（1）：31-38.
[6]Kleinberg J. Bursty and hierarchical structure in streams[J]. DATA MINING AND KNOWLEDGE DISCOVERY， 2003，7（4）：373-397.
[7]Chen C M. CiteSpace II： Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature[J]. JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR INFORMATION SCIENCE AND TECHNOLOGY， 2006，57（3）：359-377.
[8]陈超美. CiteSpace Ⅱ： 科学文献中新趋势与新动态的识别与可视化[J]. 情报学报， 2009，28（3）：401-421.
[9]吴菲菲， 梓杨， 黄鲁成. 基于创新性和学科交叉性的研究前沿探测模型——以智能材料领域研究前沿探测为例[J]. 科学学研究， 2015，33（1）：11-20.
[10]赵蓉英， 郭凤娇， 赵月华. 科学计量学主流研究领域与热点前沿研究[J]. 图书情报工作， 2015（2）：66-74.
[11]Boyack K W， Klavans R. Co-Citation Analysis， Bibliographic Coupling， and Direct Citation： Which Citation Approach Represents the Research Front Most Accurately？[J]. JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR INFORMATION SCIENCE AND TECHNOLOGY， 2010，61（12）：2389-2404.endprint
[12]CNKI[EB/OL]. http：//baike.baidu.com/link？url=cnoFurVgXfagVcFbNWS6TGdHt-PGmIhcPseaNk3XY9xxPt3auNGnFV8qi9Gb8O2LpeQUOLWkhQKtJh6acTflP_.
[13]劉则渊. 科学学理论体系建构的思考——基于科学计量学的中外科学学进展研究报告[J]. 科学学研究， 2006，1（24）：1-11.
[14]胡志刚， 侯海燕， 侯剑华， 等. 我国科学学与科技管理领域学术群体与研究热点分析[J]. 科技进步与对策， 2014（3）：7-13.
[15]李长玲， 纪雪梅， 支岭， 等. 2001-2009年我国科学学研究进展——基于关键词的统计分析[J]. 科技进步与对策， 2010，27（18）：22-27.
[16]Huang M， Chang C. Detecting research fronts in OLED field using bibliographic coupling with sliding window[J]. Scientometrics， 2014，98（3）：1721-1744.
[17]Eck N J V， Waltman L， Dekker R， et al. A comparison of two techniques for bibliometric mapping： Multidimensional scaling and VOS[J]. Journal of the American Society for Information Science & Technology， 2010，61（12）：2405-2416.
[18]左丽华， 肖仙桃. 知识图谱可视化工具VOSViewer和NWB Tool的比较研究[J]. 情报科学， 2015（2）：95-99.
[19]胡志刚， 侯海燕， 侯剑华， 等. 我国科学学与科技管理领域学术群体与研究热点分析[J]. 科技进步与对策， 2014（3）：7-13.
[20]栾春娟， 侯海燕， 王贤文. 国际科技政策研究热点与前沿的可视化分析[J]. 科学学研究， 2009（2）：240-243.
（编辑：张萌）endprint
