李文蘭 許云云

1. 天津大學(xué)圖書館 天津 300354；

2. 天津大學(xué)情報(bào)研究所 天津 300354；

3. 天津大學(xué)教育學(xué)院 天津 300354

引言

工程學(xué)應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)的原理來解決一系列現(xiàn)實(shí)問題。工程科技架起了科學(xué)發(fā)現(xiàn)與工業(yè)發(fā)展之間的橋梁 ,是產(chǎn)業(yè)革命、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的強(qiáng)大杠桿[1]。工程學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究是工程技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，其發(fā)展水平和狀態(tài)關(guān)乎國家科技創(chuàng)新實(shí)力提升，是把握未來科技發(fā)展主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵。

美國西北大學(xué)凱洛格商學(xué)院 Benjamin Jones教授提出的“知識(shí)的負(fù)擔(dān)”（burden of knowledge）理論認(rèn)為在越來越深入的知識(shí)面前，發(fā)明人的學(xué)習(xí)年限不斷增長，專業(yè)化程度越來越高[2]。由于專業(yè)間壁壘不斷提高，學(xué)習(xí)其他專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的成本越來越高。科研合作能夠有效降低學(xué)習(xí)其他專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的成本，是解決全球性復(fù)雜科學(xué)問題的有效途徑。除此之外，科研合作可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)、設(shè)備、資金、知識(shí)的共享共擔(dān)，解決由單個(gè)科研主體無法完成的大型科學(xué)項(xiàng)目。

科學(xué)研究是高校的基本職能之一，從大學(xué)的教學(xué)、科研和人才培養(yǎng)職能的關(guān)系來看，學(xué)?？蒲袑?shí)力的提升，既有利于吸引更優(yōu)秀的教師和學(xué)生，也能提高教學(xué)能力[3]。高校參與國際科研合作，既符合高等教育國際化的發(fā)展趨勢(shì)，又有助于提升科技創(chuàng)新能力，發(fā)揮科研育人功能。長期以來其國際科研合作活動(dòng)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，已有研究多基于國際合著論文這一科技產(chǎn)出成果對(duì)高校的高校科研合作影響因素[4,5]、高?？蒲泻献髂Ｊ絒6]、高?？蒲泻献鞯挠绊懶Ч鸞7-9]以及高?？蒲泻献骶W(wǎng)絡(luò)[10,11]等進(jìn)行分析。已有學(xué)者對(duì)圖書情報(bào)學(xué)[12]、地理科學(xué)[13]、醫(yī)學(xué)[6]、環(huán)境科學(xué)[14,15]等學(xué)科領(lǐng)域的國際科研合作做出研究分析。熊師等[16]以ESI工程學(xué)研究前沿論文數(shù)據(jù)構(gòu)建國際合作網(wǎng)絡(luò)，研究得出我國工程學(xué)研究前沿國際合作率高于全球平均水平，發(fā)文量已超過美國，但就影響力和控制力來說，美國仍占據(jù)核心地位。目前有關(guān)高校工程學(xué)領(lǐng)域國際科研合作的研究存在空白。本研究基于文獻(xiàn)計(jì)量和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，探析我國高校國際科研合作的發(fā)展規(guī)模、影響力水平、合作范圍、合作網(wǎng)絡(luò)特征、合作團(tuán)隊(duì)規(guī)模和合作機(jī)構(gòu)類型，以期為我國高校工程學(xué)領(lǐng)域科研發(fā)展和科研合作提供策略和建議。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 指標(biāo)體系

論文中涉及的指標(biāo)定義及其計(jì)算公式如表1所示。

表1 論文中涉及的指標(biāo)及含義

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理方法

ESI（Essential Science IndicatorsTM，基本科學(xué)指標(biāo)）是基于Web of ScienceTM 核心合集數(shù)據(jù)庫近十多年滾動(dòng)數(shù)據(jù)的深度分析型研究工具。ESI數(shù)據(jù)庫基于SCI和SSCI期刊數(shù)據(jù)，并結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)設(shè)置22個(gè)學(xué)科分類，工程學(xué)是其中之一。InCites數(shù)據(jù)庫提供某機(jī)構(gòu)、個(gè)人、主題和期刊的論文數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，能夠從多個(gè)方面對(duì)不同國家、地區(qū)、機(jī)構(gòu) (大學(xué)) 的科學(xué)產(chǎn)出能力和影響力進(jìn)行全方位分析和評(píng)價(jià)[19]。

本研究通過基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫（Essential Science Indicators，ESI）和InCites數(shù)據(jù)庫獲取2010年1月1日—2020年12月31日，11年間全球工程學(xué)領(lǐng)域所屬機(jī)構(gòu)類型為高校的高被引論文數(shù)據(jù)15569篇。在此基礎(chǔ)上限定國家和地區(qū)為“China mainland”，得到中國大陸地區(qū)高校全部工程學(xué)高被引論文6764篇，再選擇合作類型為國際合作獲得3010篇國際合作高被引論文。由于本研究的數(shù)據(jù)來源為高被引論文，下文中所提及的國際合作論文均指國際合作高被引論文。

2 結(jié)果與分析

2.1 國際科研合作規(guī)模

學(xué)術(shù)論文的數(shù)量和增長速率體現(xiàn)學(xué)科科研實(shí)力和學(xué)科發(fā)展速度。中國高校工程學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)出的論文數(shù)及其在全球高校工程學(xué)領(lǐng)域論文中的產(chǎn)出占比，反映出中國高校整體科研產(chǎn)出規(guī)模及其在全球所處位置。高被引論文數(shù)用以評(píng)估國家或機(jī)構(gòu)時(shí)，能夠反映某國或某機(jī)構(gòu)高質(zhì)量或高水平論文的規(guī)模，體現(xiàn)出評(píng)價(jià)對(duì)象的科研產(chǎn)出質(zhì)量。

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2010—2020年，中、美兩國高校工程學(xué)領(lǐng)域的高被引論文分別為6764篇和3228篇，位居世界第一、二位，中國高校的高被引論文數(shù)是美國高校的兩倍多。中國大陸高校工程學(xué)領(lǐng)域的高被引論文總數(shù)、國際合作高被引論文數(shù)的全球占比分別為43.45%、46.14%，非國際合作高被引論文全球占比41.50%。中國高校工程學(xué)領(lǐng)域高水平科研論文產(chǎn)出實(shí)力不容小覷，對(duì)全球工程學(xué)領(lǐng)域科研發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。如表2所示，全球高校及中國高校的國際合作高被引論文年均增長率均高于非國際合作高被引論文，且中國高校統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的論文年均增長速率高于全球平均水平。國際科研合作在全球范圍內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，是產(chǎn)出高影響力科研論文的重要形式。

表2 全球高校和中國高校工程學(xué)領(lǐng)域論文數(shù)量及年均增長率

已有研究發(fā)現(xiàn)的高被引論文與國際合作具有正相關(guān)關(guān)系，Aksnes[20]認(rèn)為大多數(shù)高被引論文都是在國際合作下產(chǎn)出的。高被引論文國際合作率的高低，反映國際合作對(duì)高校產(chǎn)出高水平論文的影響程度，高被引論文國際合作率越高，表示高被引論文中以國際合作形式產(chǎn)出的論文越多。如圖1所示，11年間中國高校全部高被引論文中國際合作論文所占份額，即高被引論文國際合作率累計(jì)達(dá)44.50%。說明中國高校的全部高水平科研論文中有近一半是在國際合作的形式下產(chǎn)出的。11年間有9年高被引論文國際合作率高于40%。國際合作對(duì)高水平論文的整體數(shù)量規(guī)模的增長做出了貢獻(xiàn)。

圖1 中國高校工程學(xué)領(lǐng)域高被引論文國際合作率變化趨勢(shì)

在國際合著中是否處于主導(dǎo)地位是判斷國家的科研實(shí)力的重要依據(jù)。如表3所示，中國高校工程學(xué)領(lǐng)域主導(dǎo)國際合作論文率隨時(shí)間變化波動(dòng)增長，各年度主導(dǎo)國際合作論文率始終保持在70%以上，累計(jì)主導(dǎo)國際合作論文率為88.31%。中國高校在國際科研合作中正發(fā)揮著持續(xù)穩(wěn)定的主導(dǎo)作用。中國高校在工程學(xué)領(lǐng)域國際科研合作中具備較強(qiáng)的話語權(quán)和較高的積極性。中國高校的主導(dǎo)性的提升也可能受中國科技評(píng)價(jià)體制的影響。

表3 中國高校工程學(xué)領(lǐng)域主導(dǎo)國際合作論文率變化趨勢(shì)

2.2 國際科研合作影響力分析

從影響力角度來看，被引頻次是用于反映學(xué)術(shù)影響力的重要指標(biāo)之一。由于論文從發(fā)表到引用存在時(shí)間差，受到引用時(shí)滯性的影響，2020年發(fā)表的論文總被引頻次相對(duì)2019年有所減少，但統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)國際合作高被引論文的總被引頻次整體呈現(xiàn)出增長的趨勢(shì)。

圖2 中國高校工程學(xué)領(lǐng)域國際合作高被引論文總被引頻次及國際合作論文效率指數(shù)變化趨勢(shì)

國際合作論文效率指數(shù)反映國際合作論文的相對(duì)影響力高低。由表4可知，中國高校各年度國際合作論文效率指數(shù)雖有波動(dòng)，但均大于1，國際合作論文的影響力明顯高于國內(nèi)合作論文，國際合作是中國高校提升整體學(xué)術(shù)影響力的重要形式。中國高校工程學(xué)領(lǐng)域國際合作所取得的成果離不開國家一系列科技政策的支持。2006年國務(wù)院頒布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》對(duì)中國未來15年科技發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行規(guī)劃，提出若干重要政策和措施，其中包括擴(kuò)大國際和地區(qū)科技合作與交流[21]。之后為貫徹落實(shí)和補(bǔ)充完善綱要內(nèi)容，中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部相繼出臺(tái)了一系列政策。如2011年頒布的《國際科技合作“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，提出深化國際科技合作與交流，加強(qiáng)我國高校、科研機(jī)構(gòu)與國外科研機(jī)構(gòu)的合作交流，提高高校、科研機(jī)構(gòu)的國際化程度[22]。2017年科技部頒布《“十三五”國際科技創(chuàng)新合作專項(xiàng)規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)加大對(duì)外開放，構(gòu)建全球和區(qū)域兩方面的科技創(chuàng)新合作體系，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)以及科學(xué)家個(gè)人積極參與科技創(chuàng)新合作，形成官方合作聚焦重點(diǎn)、民間合作遍地開花的新局面[23]。多年以來國家對(duì)國際科研合作的重視，是中國高校國際科研合作取得長足進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。

2.3 國際科研合作區(qū)域分析

2.3.1 合作國家地區(qū)分布

國家地區(qū)數(shù)量和分布情況，反映高校國際科研合作的范圍。11年間中國高校累計(jì)與88個(gè)國家地區(qū)建立起廣泛的國際科研合作關(guān)系，按照各國與中國高校合作頻次由高到低排名前十的國家和地區(qū)分別為美國、澳大利亞、英國、加拿大、新加坡、沙特阿拉伯、伊朗、德國、韓國和日本。

國際合作密切指數(shù)能夠一定程度上反映出機(jī)構(gòu)或國家與其他國家地區(qū)間合作的緊密程度，以及合作區(qū)域的均衡度。如表4所示，中國高校與美國、澳大利亞、英國的國際合作密切指數(shù)最高，均大于10%。與中國高校有合作關(guān)系的國家地區(qū)中，有61個(gè)國家或地區(qū)的累計(jì)合作頻次低于30，國際合作密切指數(shù)不足1%，由此可見，中國高校與各國的國際合作密切指數(shù)呈明顯的“梯隊(duì)式”分布，區(qū)域間合作頻次不均衡。

2.3.2 國際科研合作網(wǎng)絡(luò)特征

本研究以所選取的樣本中涉及的89個(gè)國家和地區(qū)為節(jié)點(diǎn)，形成關(guān)系總數(shù)為1748國際科研合作中心網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)國家，節(jié)點(diǎn)間的連線表示國家間合作關(guān)系的存在，連線的粗細(xì)表示合作的頻次多少。利用Netdraw繪制出中國高校的國際科研合作的可視化網(wǎng)絡(luò)圖，如圖3所示，圖中節(jié)點(diǎn)的大小表示該點(diǎn)的點(diǎn)度中心度大小，連線的粗細(xì)表示國家間的合作次數(shù)。

圖3 中國高校國際合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

網(wǎng)絡(luò)密度是指行動(dòng)者之間實(shí)際聯(lián)結(jié)的數(shù)目與他們之間可能存在的最大的聯(lián)結(jié)數(shù)目的比值[24]。比值越高，該網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)密度就越大。本研究的網(wǎng)絡(luò)密度為0.223，網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)較為緊密，成員間互動(dòng)性較強(qiáng)，知識(shí)和信息的傳播性較好。

度數(shù)中心度、中介中心度、親近中心度是衡量網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體或組織所處的地位的主要指標(biāo)。節(jié)點(diǎn)的度數(shù)中心度越高，與之直接關(guān)聯(lián)的點(diǎn)越多，該行動(dòng)者就居于網(wǎng)絡(luò)中心地位，從而擁有較大的權(quán)力。中介中心度衡量個(gè)體對(duì)信息和資源的控制能力，測(cè)量一個(gè)行動(dòng)者“控制”其他行動(dòng)者的能力。由于本研究的網(wǎng)絡(luò)不是完備圖，故僅以度數(shù)中心度和中介中心度衡量各國在合作網(wǎng)絡(luò)中重要程度。表4為度數(shù)中心度排名前15的國家地區(qū)國際合作密切指數(shù)和中心性指標(biāo)，部分國家的度數(shù)中心度較高，而大部分國家的度數(shù)中心度較低，差距明顯。美國的度數(shù)中心度最高，其次是英國和澳大利亞。這三個(gè)國家的中介中心度同樣位居前三，沙特阿拉伯、伊朗、法國和日本的中介中心度排名緊隨其后，中介中心度排名與度數(shù)中心度的排名并不完全一致。

表4 中國高校合作國家地區(qū)國際合作密切指數(shù)及中心性指標(biāo)

高校在全球范圍內(nèi)尋找國際合作對(duì)象時(shí)，一般秉持兩種選擇理論：尖子選擇理論和援助發(fā)展理論[25]。其中尖子主義選擇認(rèn)為，科研主體從自身科技利益出發(fā)，更傾向于選擇學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)最優(yōu)秀的國際合作伙伴。而援助發(fā)展理論在合作伙伴的選擇上不考慮目前的科學(xué)優(yōu)勢(shì)，而更多考慮發(fā)展的需求，或者不完全是科學(xué)上的理由[26]。中國高校的國際合作國家地區(qū)分布和合作密切程度印證了上述兩種選擇理論。

2.4 國際科研合作團(tuán)隊(duì)規(guī)模及機(jī)構(gòu)類型

2.4.1 國際科研合作團(tuán)隊(duì)規(guī)模

本研究以篇均合作機(jī)構(gòu)數(shù)和篇均合作作者數(shù)衡量科研團(tuán)隊(duì)規(guī)模，如表5所示，經(jīng)統(tǒng)計(jì)中國高校統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的累計(jì)篇均合作機(jī)構(gòu)數(shù)為3.01，累計(jì)篇均合作作者數(shù)為4.39。將合作機(jī)構(gòu)數(shù)和合作作者數(shù)按照1～10及以上統(tǒng)計(jì)得到不同團(tuán)隊(duì)合作規(guī)模下的國際合作論文數(shù)，如圖4所示，高校在合作機(jī)構(gòu)數(shù)為1～4間產(chǎn)出的國際合作論文數(shù)最多，累計(jì)占全部國際合作論文的84.20%。合作作者規(guī)模為2～5人，對(duì)應(yīng)的國際合作論文數(shù)最多，約占全部國際合作論文數(shù)的74.18%。即中國高校國際合作多為中國高校與1～4所國際科研機(jī)構(gòu)間的合作研究活動(dòng)。而合作作者團(tuán)隊(duì)規(guī)模以2～5人為主。

圖4 合作機(jī)構(gòu)及作者規(guī)模分布圖

由表5可知，中國高校的篇均合作機(jī)構(gòu)數(shù)和篇均合作作者數(shù)隨時(shí)間變化呈上升趨勢(shì)，即國際科研合作中的團(tuán)隊(duì)規(guī)模隨時(shí)間推移逐漸擴(kuò)大。全球范圍內(nèi)開展更廣泛、更多參與主體的國際科研合作活動(dòng)仍是當(dāng)前科研領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

表5 篇均合作作者數(shù)和篇均合作機(jī)構(gòu)數(shù)變化趨勢(shì)

2.4.2 國際科研合作機(jī)構(gòu)類型

中國高校累計(jì)共有1169個(gè)國際合作機(jī)構(gòu)，合作機(jī)構(gòu)類型有12種，分別為大學(xué)（Academic）、大學(xué)系統(tǒng)（Academic System）、企業(yè)（Corporate）、政府（Government）、研究所（Research Institute）、醫(yī)院（Health）、非盈利組織（Nonprofit）、研究委員會(huì)（Research Council）、國家科學(xué)院（National Academy）、醫(yī)療系統(tǒng)（Healthcare System）、全球企業(yè)（Global Corporate）和合伙（Partnership，即其他機(jī)構(gòu)類型的組合）。其中國外高校是中國高校的主要合作機(jī)構(gòu)類型，占所有國際合作機(jī)構(gòu)總數(shù)的78.44%。各類型合作機(jī)構(gòu)中，中國高校與醫(yī)療系統(tǒng)、企業(yè)、醫(yī)院、大學(xué)系統(tǒng)和研究委員會(huì)的國際合作論文引文影響力排前五如表6所示。長期以來，除國外高校以外，中國高校與的其他類型的國外機(jī)構(gòu)間合作較少，今后應(yīng)積極與多種類型機(jī)構(gòu)建立起廣泛穩(wěn)定的合作關(guān)系。

表6 合作機(jī)構(gòu)類型

3 小結(jié)與討論

（1）2010—2020年間，中國高校工程學(xué)領(lǐng)域高水平科研產(chǎn)出成果以壓倒性的數(shù)量優(yōu)勢(shì)位居全球第一，為世界工程學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究的發(fā)展和進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。中國高校工程學(xué)領(lǐng)域國際合作高被引論文年均增長率高于非國際合作高被引論文，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。中國高校在廣泛參與的國際科研合作中話語權(quán)有所加強(qiáng)。同時(shí)中國高校國際合作論文的總被引頻次隨時(shí)間變化呈增長趨勢(shì)，各年度國際合作效率指數(shù)大于1，國際科研合作能有效提高高?？蒲谐晒膶W(xué)術(shù)影響力。國家針對(duì)國際科技合作制定實(shí)施的一系列政策措施為中國高校工程學(xué)領(lǐng)域科研水平的整體進(jìn)步創(chuàng)造了良好基礎(chǔ)條件。積極尋求國際合作機(jī)會(huì)，主動(dòng)參與國際合作是發(fā)表高水平高學(xué)術(shù)影響力科研成果的重要途經(jīng)。高校既要重視參與國際合作，又要積極提升參與國際合作中的主動(dòng)性，把握合作主導(dǎo)權(quán)。

（2）中國高校合作的國家和地區(qū)范圍廣，且多為發(fā)達(dá)國家，與各國的國際科研合作頻次差異明顯，具有不均衡性，合作最為緊密的國家是美國、澳大利亞、英國，形成上述的合作區(qū)域分布，既與當(dāng)前全球科技資源和科研實(shí)力布局相關(guān)，也符合國際科研合作伙伴選擇過程中的尖子主義選擇理論和援助發(fā)展選擇理論。中國高校與其合作的國家間形成了緊密程度較高的合作網(wǎng)絡(luò)。除美國、澳大利亞、英國外，沙特阿拉伯、伊朗、法國和日本在國際合作網(wǎng)絡(luò)中對(duì)資源和信息的控制能力較強(qiáng)，其他國家在該合作網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)絡(luò)需要上述國家發(fā)揮“中間人”作用的可能性高。中國高校應(yīng)加強(qiáng)與這些國家間的合作以提升自身學(xué)術(shù)影響力。

（3）科研合作團(tuán)隊(duì)規(guī)模逐年擴(kuò)大，國際科研合作項(xiàng)目的完成過程中，參與機(jī)構(gòu)和作者的數(shù)量持續(xù)攀升，全球范圍內(nèi)國際科研合作廣度不斷拓展。中國高校合作的國外機(jī)構(gòu)類型主要是以高校為主，與企業(yè)、科研院所、政府等合作較少。中國高校與企業(yè)、醫(yī)療系統(tǒng)、醫(yī)院等機(jī)構(gòu)的國際合作論文引文影響力較高。因此，應(yīng)加強(qiáng)國際范圍內(nèi)的產(chǎn)學(xué)研合作，鼓勵(lì)高校更多地建立與多種機(jī)構(gòu)類型間的國際合作，鼓勵(lì)高校與多種類型機(jī)構(gòu)間建立國際合作關(guān)系，深化合作深度，以激發(fā)高校產(chǎn)出高水平國際科研成果的潛能。