陳秀娟，吳鳴，胡卉

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嵌入科研工作流的圖書館數(shù)據(jù)管理服務——以化學學科為例

陳秀娟，吳鳴，胡卉

摘要在數(shù)據(jù)開放獲取背景下，文章以化學學科為研究對象，提出基于化學科研工作流的數(shù)據(jù)生命周期，分析每一階段化學研究人員面臨的挑戰(zhàn)和問題并以此作為服務切入點，設計嵌入化學科研工作流不同階段的圖書館數(shù)據(jù)管理服務模式，最終策劃化學科研工作中圖書館可提供的服務，為我國圖書館開展嵌入科研工作流的數(shù)據(jù)服務提供思考和借鑒。

關鍵詞科研工作流研究人員圖書館數(shù)據(jù)管理服務化學

引用本文格式陳秀娟，吳鳴，胡卉.嵌入科研工作流的圖書館數(shù)據(jù)管理服務——以化學學科為例[J].圖書館論壇，2016（3）：49- 55，102.

Library Data Management Services Embedded in Research Workflow——Taking Chemistry as an Example

CHEN Xiu- juan，WU Ming，HU Hui

Abstract This article takes chemistry as the research subject in the context of open access to data and proposes the data life circle regarding to the chemistry research workflow. It analyzes the challenges and issues that chemistry scholars encounter at every stage of scientific research，designs the corresponding library data management service models，and presents the final applicable planning of library services for chemistry research. Thus，reflections and references are provided for Chinese domestic libraries to implement data services built in research workflow.

Keywords research workflow；researcher；library；data management service；chemistry

0引言

近年，開放科研數(shù)據(jù)受到各界重視，國際組織、資助機構、期刊出版商等紛紛發(fā)布科研數(shù)據(jù)的開放獲取政策。圖書館作為重要的信息、情報、知識服務機構，在科研數(shù)據(jù)共享中已主動承擔起責任。在國外，哈佛大學、牛津大學、斯坦福大學等很多高校圖書館開展了科研數(shù)據(jù)管理服務；我國少數(shù)幾個高校，如復旦大學、武漢大學、北京大學的圖書館也開始嘗試提供科研數(shù)據(jù)管理服務。綜合分析國內(nèi)外圖書館數(shù)據(jù)管理服務的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)多數(shù)圖書館的服務是面向數(shù)據(jù)管理生命周期(Data Management Lifecycle)的。另外，還有一些圖書館開展了面向科研生命周期(Research Lifecycle)的數(shù)據(jù)管理服務，如巴斯大學圖書館[1]羅列了在項目啟動前、進展中以及結題后研究人員需要特別注意的問題；弗吉尼亞大學圖書館[2]展示了科研生命周期和數(shù)據(jù)生命周期的關系，并列出了科研項目過程中研究人員需要進行的數(shù)據(jù)管理活動。圖書館作為提供數(shù)據(jù)管理服務的主體，只有真正融入研究人員的項目工作流中才能提供切合實際的服務，但鮮有圖書館強調(diào)圖書館員嵌入式的數(shù)據(jù)管理服務。

目前已經(jīng)有部分學者提倡學科館員、研究人員、信息專家等之間協(xié)同及嵌入科研工作流進行科研數(shù)據(jù)管理。Minglu Wang指出，圖書館員應較早與研究人員或學生建立密切關系，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)自己所需技能及領域知識的不足并進行相應的培訓和學習；而在數(shù)據(jù)管理方面，數(shù)據(jù)服務館員可以指導研究人員或學生管理數(shù)據(jù)，以更好地開展科研實踐[3]。Anna Gold討論了在數(shù)據(jù)圖書館事業(yè)中圖書館員所扮演的角色，其中一種是數(shù)據(jù)科學“上游”(Upstream)的角色，即作為科研過程密切的合作者，圖書館員可能會參與創(chuàng)建數(shù)據(jù)監(jiān)護模型，支持數(shù)據(jù)文檔、標準等的使用以及建立支持科研工作流預出版的動態(tài)數(shù)據(jù)倉儲等[4]。肖瀟、呂俊生對嵌入式學科化科學數(shù)據(jù)服務進行了研究，提出了學科館員參與學科數(shù)據(jù)服務的形式，包括過程嵌入、人員嵌入和平臺工具嵌入[5]。iSchool基于Atkinson等人[6]所述的“坡道”(Ramp，通過深入群體和接觸新的群體擴大交流的方法)概念提出了數(shù)據(jù)能力坡道模型，見圖1[7]，展示了iSchool通過與數(shù)據(jù)科學家、領域專家、學生之間的相互協(xié)作提高數(shù)據(jù)技能、能力和實踐經(jīng)驗的方法。這些研究雖然都提到了圖書館員參與科研過程從而進行服務的理念，但并沒有對具體的服務模式作進一步研究。而，目前化學領域還沒有為實現(xiàn)化學數(shù)據(jù)的廣泛存取提供有效的科研數(shù)據(jù)管理和存儲服務。本文以化學學科為研究對象，分析化學科研工作流中的數(shù)據(jù)管理生命周期和每一階段的服務切入點，汲取目前國內(nèi)外圖書館科研數(shù)據(jù)管理服務的經(jīng)驗與啟示，基于學科館員、研究人員等多方協(xié)作的理念設計嵌入化學科研工作流的圖書館數(shù)據(jù)管理服務，以期為我國圖書館開展相應的數(shù)據(jù)服務提供思考和借鑒。

1化學領域研究人員數(shù)據(jù)管理服務切入點分析

圖1 iSchool能力坡道模型

以化學學科為例，在化學領域，實驗室科研工作流中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，但缺乏對實驗數(shù)據(jù)集的管理和發(fā)表。在開放數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)下，化學領域研究人員需要遵從各種數(shù)據(jù)共享政策的要求。然

科研數(shù)據(jù)的開放獲取讓化學領域研究人員有了新的科研壓力，學科館員需發(fā)揮其在數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)共享等方面的專業(yè)優(yōu)勢，融入化學研究實際工作，從整體層面理解用戶的科研工作流，為其提供嵌入整個科研工作流的數(shù)據(jù)服務。

1.1化學科研工作流與數(shù)據(jù)管理生命周期

美國地球觀測衛(wèi)星委員會信息系統(tǒng)與服務工作組(Committee on Earth Observation Satellites (CEOS) Working Group on Information Systems and Services (WGISS))2011年發(fā)布

CEOS Data Life Cycle Models and Concepts[8]，其中收集了44種較有代表性的數(shù)據(jù)生命周期模型和數(shù)據(jù)管理生命周期模型，有些是科研機構或圖書館定義的，有些是面對某個學科領域的，還有部分是針對某個項目的，生命周期的定義稍有差異。綜合書中44種生命周期案例，筆者從科研項目實施的角度將化學數(shù)據(jù)管理生命周期分為3個大的階段：項目啟動前的數(shù)據(jù)管理計劃(Data Management Plan，DMP)，項目進展中的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)保存和項目結題后的數(shù)據(jù)發(fā)表，參見圖2。

1.2化學科研數(shù)據(jù)管理服務切入點

圖2化學科研工作流與數(shù)據(jù)管理生命周期

處于科研項目工作流的不同階段，研究人員所面臨的數(shù)據(jù)管理問題和挑戰(zhàn)也不相同。本文基于化學科研數(shù)據(jù)管理生命周期的3個階段，結合國內(nèi)外科研數(shù)據(jù)管理的經(jīng)驗，對研究人員可能面臨的問題進行分析，基于圖書館解決用戶問題的角度，將其作為圖書館探索嵌入化學科研工作流的數(shù)據(jù)管理服務的切入點。

1.2.1項目啟動前的數(shù)據(jù)服務切入點

越來越多的資助機構要求其資助的項目能夠在項目研究過程中、結題或資助周期結束后對科研數(shù)據(jù)進行規(guī)范的保存和管理。如為響應美國國家科學基金會(NationalScience Foundation，NSF)開放數(shù)據(jù)的政策，NSF化學部規(guī)定：“2011年1 月18日之后提交到化學部的項目申請書需包含一份不超過2頁的數(shù)據(jù)管理計劃，且研究人員應在合適的時間范圍內(nèi)，將數(shù)據(jù)及相關的補充信息發(fā)表到同行評議的期刊或將數(shù)據(jù)保存到化學領域提供數(shù)據(jù)訪問的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉儲中?！盵9]在正式展開科研項目之前，化學研究人員需明確資助機構的數(shù)據(jù)共享政策，并制定一個包含數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)存儲等元素的數(shù)據(jù)管理計劃。越早制定數(shù)據(jù)管理計劃，越能幫助研究人員在創(chuàng)建、存儲和共享數(shù)據(jù)中做出正確的決定。而對處于科研一線的研究人員，制定一份高質(zhì)量的數(shù)據(jù)管理計劃無疑是一個很大的挑戰(zhàn)。

1.2.2項目進展中的數(shù)據(jù)服務切入點

化學科研項目開展過程中涉及的數(shù)據(jù)管理流程包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲。

(1)數(shù)據(jù)收集：①研究人員需檢索是否存在與項目相關的數(shù)據(jù)，確認它們是否可以在項目中重用以及重用的方法；②項目數(shù)據(jù)的創(chuàng)建和收集，研究人員需明確產(chǎn)生數(shù)據(jù)的類型、格式，進而確定數(shù)據(jù)創(chuàng)建、收集的方法并選擇合適的數(shù)據(jù)收集工具。

(2)數(shù)據(jù)組織：①文件命名。研究人員需對研究項目中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和文件進行組織，如果數(shù)據(jù)和文件組織不規(guī)范，隨著時間的推移，數(shù)據(jù)將變得混亂無序、難以掌控，因此使用文件層次體系結構、統(tǒng)一規(guī)范命名規(guī)則，可以減少數(shù)據(jù)處理中的錯誤。②版本控制。在數(shù)據(jù)分析處理的過程中，數(shù)據(jù)可能會有多個版本，通過控制文件的版本，可以避免對過時的文件進行操作，或者錯誤地刪除了最終版本，項目組的所有成員都應使用相同的版本。③元數(shù)據(jù)。選擇合適的元數(shù)據(jù)標注數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢索，確保數(shù)據(jù)在現(xiàn)在和未來都可理解，并在無需瀏覽所有數(shù)據(jù)集的情況下，能夠正確解讀數(shù)據(jù)的背景信息。但需注意的是，不同的數(shù)據(jù)類型有不同的元數(shù)據(jù)標準，如晶體信息框架(Crystallographic Information Framework，CIF)是專門針對晶體信息存檔和傳播過程結構化和標準化描述的元數(shù)據(jù)標準。

(3)數(shù)據(jù)分析：主要根據(jù)數(shù)據(jù)的類型以及預期結果選擇合適的工具進行分析、處理科研數(shù)據(jù)。

(4)數(shù)據(jù)存儲：為避免數(shù)據(jù)的丟失，在一定的時間間隔應對數(shù)據(jù)進行存儲和備份，不同項目組對科研過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)有不同的保存途徑和工具，如紙質(zhì)實驗室記錄本、電子實驗室記錄本(Electronic Lab Notebook，ELN)、個人電腦、課題組電腦、服務器、U盤或硬盤、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)平臺等。

基于研究人員在項目進展中的數(shù)據(jù)管理流程和目前化學研究人員數(shù)據(jù)管理的現(xiàn)狀，在科研數(shù)據(jù)共享的大背景下，將研究人員可能面臨的數(shù)據(jù)管理問題總結為表1。

表1項目進展過程中化學研究人員面臨的數(shù)據(jù)管理問題

1.2.3項目結題后的數(shù)據(jù)服務切入點

化學科研項目結題后，研究人員對原始數(shù)據(jù)的處理有多種方式：(1)對于無價值的數(shù)據(jù)，可能不需要繼續(xù)保存，使用后直接刪除；(2)對于不宜公開、需隱私保護的敏感數(shù)據(jù)，如新材料、新藥品研發(fā)的相關數(shù)據(jù)，可能會選擇自行保存或項目組集中保存。

對于那些可共享的數(shù)據(jù)，目前主要有以下3種發(fā)表形式(見圖2)。

(1)科研數(shù)據(jù)獨立發(fā)表。數(shù)據(jù)直接共享給專門的數(shù)據(jù)倉儲，如將實驗中產(chǎn)生的小分子晶體結構數(shù)據(jù)存儲到劍橋晶體數(shù)據(jù)中心[10](Cambridge Crystallographic Data Centre，CCDC)；(2)以數(shù)據(jù)論文(Data Paper)的方式發(fā)表。主要對科研數(shù)據(jù)進行描述，并以論文形式發(fā)表，原始數(shù)據(jù)提交到推薦的數(shù)據(jù)倉儲中；(3)科研數(shù)據(jù)依附出版物發(fā)表。作為支撐論文內(nèi)容的材料，主要以兩種形式存在，一種是論文發(fā)表時把相關數(shù)據(jù)提交到數(shù)據(jù)倉儲中，通過數(shù)據(jù)唯一標識符與論文關聯(lián)；另一種是數(shù)據(jù)作為論文的補充材料同論文一并發(fā)表。

將科研數(shù)據(jù)發(fā)表以實現(xiàn)共享逐漸成為研究人員處理原始數(shù)據(jù)的主流趨勢，很多資助機構相繼提出了數(shù)據(jù)共享要求，但數(shù)據(jù)共享環(huán)境給研究人員提出新的要求同時也帶來了很多挑戰(zhàn)，主要有：(1)化學科研數(shù)據(jù)倉儲數(shù)量繁多、質(zhì)量參差不齊，給研究人員對權威倉儲的選擇增加了難度[11]；(2)化學數(shù)據(jù)類型多樣，而數(shù)據(jù)倉儲對數(shù)據(jù)格式的要求又沒有統(tǒng)一的標準，給研究人員增加了科研壓力；(3)目前化學領域已有3個數(shù)據(jù)期刊(Journal of Chemical and Engineering Data[12]，Journal of Physical and Chemical Research Data[13]，JournalofPhysical and Chemical Reference Data[14])。數(shù)據(jù)期刊屬于新型的科研成果出版形式，研究人員對其較為陌生；(4)化學學術期刊數(shù)據(jù)政策復雜，難以把握，而且化學是一門交叉性很強的學科，期刊數(shù)據(jù)要求涉及多種學科，如美國化學學會(American ChemicalSociety，ACS)出版的49種期刊，每一種期刊的數(shù)據(jù)政策都不相同，而且要求存儲的數(shù)據(jù)與生物科學、材料科學、物理科學等多種學科交叉[15]，研究人員在發(fā)表學術論文時，必須清晰梳理期刊的數(shù)據(jù)要求。

2化學科研數(shù)據(jù)管理服務設計

基于上述化學領域研究人員在科研項目中面臨的科研數(shù)據(jù)管理問題，筆者從嵌入科研工作流的角度提出針對每一階段問題的數(shù)據(jù)管理服務，并從服務形式、服務內(nèi)容、服務時間、服務途徑、支持服務的工具和資源、嵌入機制、收集用戶反饋的途徑等7個方面對每一種服務進行細化，形成具體的服務模式。

2.1項目啟動前的數(shù)據(jù)服務模式

良好的數(shù)據(jù)管理計劃有助于推動科研項目的有序開展，無論從政策上還是在實際科研過程中都需要研究人員撰寫一份高質(zhì)量的數(shù)據(jù)管理計劃。項目啟動之前，圖書館可以利用自身優(yōu)勢通過數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育、咨詢、資源推送、計劃資源導航協(xié)助他們制定數(shù)據(jù)管理計劃。服務的內(nèi)容包括介紹數(shù)據(jù)管理計劃政策、提供數(shù)據(jù)管理計劃指南、提供數(shù)據(jù)管理計劃要素、提供數(shù)據(jù)管理計劃模板(如美國麻州大學醫(yī)學院的化學數(shù)據(jù)管理計劃模板)、介紹數(shù)據(jù)管理計劃工具(目前常用的數(shù)據(jù)管理計劃工具有加利福尼亞數(shù)字圖書館等開發(fā)的DMPonline[16]和英國DCC開發(fā)的DMPTool[17])等，具體服務模式見表2。

表2化學科研數(shù)據(jù)管理計劃服務模式

2.2項目進展中的數(shù)據(jù)服務模式

項目實施過程是數(shù)據(jù)產(chǎn)生的主要階段，也是數(shù)據(jù)管理活動比較重要和復雜的一環(huán)，數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(指短期存儲)中的任何一個環(huán)節(jié)都會影響項目數(shù)據(jù)的質(zhì)量和最終科研成果及科研數(shù)據(jù)的發(fā)表?；诒?項目進展過程中化學研究人員面臨的數(shù)據(jù)管理問題，圖書館可提供與項目啟動前階段相同的4種服務，只是在服務內(nèi)容上稍有差異，包括化學領域文件命名規(guī)則、命名方法和工具(如Bulk Rename Utility (Windows)[18]、Renamer (Mac)[19]、PSRenamer[20])，數(shù)據(jù)文件版本控制方法、工具/系統(tǒng)(如CVS[21]、Subversion[22]、Bazaar[23])，與項目數(shù)據(jù)相關的元數(shù)據(jù)、創(chuàng)建元數(shù)據(jù)的方法和工具(如Morpho[24]、Dataup[25])，化學科研數(shù)據(jù)分析方法和工具，數(shù)據(jù)備份方法、工具和系統(tǒng)(如Smart-Copy)。除此之外，圖書館還可以開展化學科研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、檢索與獲取和化學科研數(shù)據(jù)階段性存儲兩類服務。

2.2.1化學科研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、檢索與獲取服務

研究人員在開展一個項目時，首先需檢索是否存在與項目相關的數(shù)據(jù)，如果有相關數(shù)據(jù)，需明確這些數(shù)據(jù)是否可以在項目中重用、如何重用、有哪些需要注意的知識產(chǎn)權問題。文獻信息檢索是圖書館的優(yōu)勢，學科館員可以通過通用搜索引擎、學科數(shù)據(jù)搜索引擎、學科數(shù)據(jù)倉儲等多種方式開展化學科研數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)、檢索與獲取服務，幫助用戶解決科研數(shù)據(jù)獲取的問題，具體服務模式見表3。

表3化學科研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、檢索與獲取服務模式

2.2.2化學科研數(shù)據(jù)階段型存儲服務

對產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行實時處理和保存，可避免在項目執(zhí)行過程中數(shù)據(jù)的丟失，有利于科研數(shù)據(jù)最終的發(fā)表和共享。比如，美國康奈爾大學圖書館面向該校研究人員，以機構庫為基礎，建立了數(shù)據(jù)階段型存儲庫(Data Staging Repository，DataStaR[30])。作為學術界數(shù)據(jù)共享的一個暫時的、過渡性的存儲節(jié)點，DataStaR擁有可產(chǎn)生多種格式的高質(zhì)量元數(shù)據(jù)的工具，由圖書館員負責操作，通過協(xié)助研究人員完善數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)來促進共享，最終積極幫助他們向各自領域的學科數(shù)據(jù)倉儲發(fā)布數(shù)據(jù)成果，以供長期使用和保存[31]。我國圖書館可以借鑒國外圖書館建設相關機構科研數(shù)據(jù)倉儲的理念及其服務方式，對科研數(shù)據(jù)進行實時跟蹤和處理?；瘜W科研數(shù)據(jù)階段型存儲服務的模式見表4。

2.3項目結題后的數(shù)據(jù)服務模式

數(shù)據(jù)倉儲的選擇、數(shù)據(jù)期刊/學術期刊復雜的數(shù)據(jù)要求等成為化學研究人員數(shù)據(jù)發(fā)表中必然面對的問題。目前國外已有一些圖書館提供機構知識庫，使用戶可以發(fā)表、保存數(shù)據(jù)集，或幫助研究人員識別針對特定資助、學科、領域的數(shù)據(jù)倉儲。比如，麻省理工學院圖書館在圖書館網(wǎng)站上鏈接了社會科學、經(jīng)濟學等學科的一些期刊的數(shù)據(jù)要求，并給用戶提供可存儲數(shù)據(jù)的倉儲及查找其他倉儲的方法，以幫助研究人員共享科研數(shù)據(jù)[32]。針對研究人員數(shù)據(jù)發(fā)表的3種主要方式及其挑戰(zhàn)，圖書館可通過化學科研數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育服務、數(shù)據(jù)發(fā)表咨詢服務、數(shù)據(jù)倉儲推送服務、數(shù)據(jù)發(fā)表資源導航服務、提供機構數(shù)據(jù)知識庫等5種服務方式幫助化學科研人員更好地共享科研數(shù)據(jù)。具體服務模式見表5。

表4化學科研數(shù)據(jù)階段型存儲服務模式

表5化學科研數(shù)據(jù)發(fā)表服務模式

3結語

本文將化學研究人員在項目啟動前、項目進展中、項目結題后面臨的數(shù)據(jù)管理問題作為圖書館服務的切入點，從圖書館嵌入科研工作流的角度設計了化學科研數(shù)據(jù)管理服務模式，強調(diào)化學學科館員需嵌入研究人員的科研環(huán)境，擴大整體研究工作流管理的視野，而不能僅僅關注數(shù)據(jù)集、科研論文、學術報告等最終學術成果。只有從整體層面理解科研工作流，才能確定整個數(shù)據(jù)管理生命周期的科研數(shù)據(jù)、記錄和產(chǎn)出流，找到參與化學科研過程管理的最佳切入點，對我國圖書館開展科研數(shù)據(jù)管理服務有很大的啟示和借鑒意義。本文僅是服務的設計，目前，開展具體服務時還需注意以下3點：(1)目前很多圖書館開展了科研數(shù)據(jù)管理服務并取得了一定的進展，但圖書館提供的數(shù)據(jù)管理服務要緊密結合科研項目的具體特點，而不能采用一刀切的辦法；(2)本文得出的化學研究人員在科研工作流中遇到的數(shù)據(jù)管理問題僅僅是結合國內(nèi)外科研數(shù)據(jù)管理的經(jīng)驗，難免會忽略一些在實際科研研究過程中才能遇到的問題，因此需要學科館員在實踐中不斷發(fā)現(xiàn)問題并進行修正和增添服務內(nèi)容；(3)圖書館在開展服務時可以借助Web2.0下的新技術，如圖書館微博、博客及社交網(wǎng)絡(SNS，如豆瓣)等來實時更新圖書館科研數(shù)據(jù)管理服務進展情況，讓更多人了解到該服務的存在，并獲取更多人群的反饋意見。

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收稿日期2015- 09- 29

作者簡介陳秀娟，女，碩士，中國科學院文獻情報中心學生；吳鳴，女，碩士，研究館員，學科咨詢服務部主任；胡卉，女，碩士，中國科學院文獻情報中心學生。