学科领域研究热点及科研协作模式识别研究
——以我国声学领域中文文献为例

徐 浩，黄传峰，金卫健，周媛媛

（南京工程学院经济与管理学院，江苏南京211167）

0 引言

声学为物理学的重要分支之一，其研究内容主要包括声音的产生、控制、传播、接收及其产生的影响，相关学科囊括线性及非线性声学、大气声学、水声学、机械声学、建筑声学等［1］。1954 年中国科学院院士、我国声学事业开创者之一魏荣爵先生（1916—2010）率先于南京大学创建了我国第一个声学专业，一生成果累累，研究范围广泛，水平卓越，曾于国际著名杂志Phys.Rev.Lett，Phys.Rev.等上发表论文200 余篇对我国声学事业的发展做出了卓越的贡献［2］。

2016年为魏先生100周年诞辰，为纪念魏先生为发展我国声学研究和教育事业所贡献的心血，笔者基于情报学领域的文献计量学分析方法及信息可视化分析方法，以2000—2014 年中国知网（CNKI）收录的20世纪后我国声学研究领域的15年中文核心期刊文献为研究对象，探索在我国声学研究的研究热点变迁、领域学者科研协作模式及其演变规律。

1 研究工具、方法及数据来源

本文基于文献计量学方法展开，采用CiteSpace及Pajek 可视化展现高频关键词的动态演变、高产作者的科研协作模式等，选取CNKI为数据源，基于其学科领域分类，选择文献来源类别为SCI或EI来源期刊或核心期刊（以下统称为核心期刊），初步实现2000—2014年声学中文文献的采集，命中3 474条数据集，经人工排检及数据清洗，最终实现了会议纪要等非论文文献的剔除，得到3 046 篇文献题录，基于其关键词、作者等元数据展开分析。

2 20世纪以来我国声学研究概况分析

图1 2000—2014年我国声学中文文献发表时间分布

期刊文献为记录科研工作者研究成果的重要载体，数量多寡可表征科研活跃度。图1给出了20世纪后学者的发文数量，可发现：20 世纪伊始发文较少，2005—2007 年领域发文量呈现明显上升，于2007 年达到最大，表明在此时间段内，在国内舞台上，领域内科研工作者较为活跃；2010年后发文量逐年递减，2014 年甚至低于20 世纪初，造成该现象的原因可能是领域研究者逐步注重与国际接轨，研究成果多发表于国际期刊。

3 20世纪以来我国声学研究发展脉络分析

关键词为撰写者对学术论文的高度浓缩，对其进行共现分析能够科学地反映某学科领域的研究热点和动态。笔者抽取及清洗目标数据集内的关键词，清洗过程主要包括含义相同或者相近关键词的归并以及无实际分析意义词的剔除，如将有限元分析、有限元方法、有限元法统一归并为有限元；将边界元方法、边界元等归并为边界元法；剔除了实验研究、实验方法等无实际分析意义的词，得到8 097个相异关键词，累计词频13 809。

采用CiteSpace 对词频高于50 次的关键词开展共现分析，得到关键词时区如图2所示，结合高频词表发现：（1）20世纪初声学研究在国内舞台上具备着较好的研究基础，具备有限元、声辐射等18 个研究主题，随后此类关键词不断与其他年度的主题相结合，研究深度加深。表征有限元法的词节点出现于2000年，该方法共出现了135 次，远高于领域内其他关键词，表明其为领域内重要的研究方法，该方法为求解微分方程的一种有效的数值计算方法，由分析复杂的工程结构问题而来，具备坚实的数学基础，在声学研究中可运用于确定有限体积内声压分布、估计无限媒质中振动结构的声辐射问题以及估算存在气流时管道内的声传播等方面［3］，因此采用该研究方法开展研究较多。（2）2006—2007年为进入20世纪后我国声学领域研究者的创新之年，具体表现为文献数量的激增以及矢量水听器、振动与波、光纤水听器等关键词的出现及词频累积。矢量水听器为接受换能器的一种，是继标量水听器后的热门研究课题，此关键词的出现表明国内学者在此方向有所拓展［4］。（3）2007年后领域内未形成新的高频关键词，但此时间段的关键词与既存关键词存在较多共现，2008—2014年关键词“有限元”“矢量水听器”分别出现了93次及60 次，表明学者依据领域内成熟的方法对既定研究方向开展后续研究领域研究延续性较好。

图2 CNKI收录的我国声学中文文献高频关键词共现图谱

4 20世纪以来我国声学研究领域科研协作网络分析

中国科技论文的合著比例已超过85%［5］，并且还在递增，协作中形成了一种特殊关系网络——科研协作网络，为发现领域内的科研协作模式，探究学者间知识交流现状及其协作网络发生、发展特征，笔者首先将2000—2014 年视为整体，识别科研合作全貌分析网络特征；再将2000—2014 年等分为3 份，识别作者合作网络的演化，拟挖掘核心科研团队并从微观层面阐述知识交流特征。

4.1 整体科研合作网络分析

将清洗后的目标数据集导入CiteSpace 软件中，以author为分析节点，拟发现领域内第一作者或合作发文位于前100的高产作者及其合作网络，将数据集导入Pajek 中，产生107 条合作关系12 个子网，网络整体密度为0.021 6，表明领域内作者交流程度较低，图3 中表现为整体网络内部呈现多个互不连通的凝聚子团。

4.2 科研合作子网模式分析

子网分析为整体网络微观化，通过子网分析能更直观说明合作现状，进一步识别子网所处的科研背景及其发展趋势。笔者将科研合作整体网络细分为：双核模式、完备模式以及持续发展模式3种结构：（1）双核模式。双核模式即有且仅有两名作者相互合作直接相连。2000—2014年共有14名高产作者隶属于该模式，如图3中的#C1部分。进一步查询发现，此模式中大部分直接相连的作者具有相同的高等院校或科研院所背景。共同的学术资源、地理位置的接近促进了作者的科研合作、信息交互，最终形成了该模式子网，但此模式往往缺乏跨地域跨机构甚至跨知识背景的交流，仅为内部合作，不利于长期发展。（2）完备模式。完备模式网络指的是网络内部节点大于2 且任意节点的出度值与入度值相等，任意一个节点均可称为网络的中心节点，通常情况下网络内部节点数量越多越难形成，即：网络内部至少包含3位学者，两两科研协作紧密互动频繁，网络结构较为稳定，为理想的模式之一。2000—2014 年我国声学研究领域高产作者共形成3 个此类模式科研合作子网，如图3 中的#C2 部分。（3）持续发展模式。持续发展子网具备网络内部节点数量多，结构复杂，具备多个下位子网，形成时间较长等特点。2004—2012 年我国声学研究领域高产作者所形成的该模式子网如图3 中#C3 所示，该模式子网内部含有47 个作者节点，科研协作关系复杂，位于中心节点的作者通常能够为促进领域学者知识交流充当桥梁作用，对学科的发展作用较大。

4.3 作者合作网络演化分析分年度对比分析

随着学科的发展，合作网络处于动态演变中，为揭示该动态，笔者将研究年限等分为3 个时间段，发现领域内作者发文数位于前100 位学者科研合作演化，表1给出了分时间段的科研合作网络的部分网络特征。

3 个时间段内篇均作者数呈上升趋势表明参加科研的作者呈递增趋势；科研合作网络密度较低，整体网络结构较为稀疏，其中2005—2009 年时间段网络密度、网络节点平均入度、节点最大入度、最大子网节点数4 个指标均为3 个时间段内的最高值，表明此时间段内科研合作较为频繁，知识交流较为广泛。

图3 我国声学领域研究中文文献作者科研合作网络

表1 我国声学领域研究中文文献作者科研协作网络图指标统计

5 结语

本文采用文献计量学方法分析CNKI收录的我国声学领域核心期刊论文信息，运用CiteSpace 及Pajek从研究热点变迁、科研合作模式等角度总结20 世纪以来我国声学领域研究在国内舞台上所表现出的某些特征，结果显示：（1）20 世纪后国内舞台上我国声学领域研究于2007 年达到最高峰，领域内学者科研活动开展广泛直接地表现为该时间段领域发文量最多。（2）20世纪初我国声学研究领域研究基础较为扎实，领域研究延续性较好：2000—2002年共形成18个高频关键词，具备有限元法、边界分析法等分析方法，领域内学者就关键词所表征的研究方向广泛研究；2006—2007 年领域内逐渐形成矢量水听器、振动与波、光纤水听器等9 个高频关键词；2007 年后领域内学者就前两个时间片段展开进一步研究未出现高频关键词。（3）20 世纪以来，我国声学领域研究在科研合作网络整体密度较低的情况下形成了持续发展子网、完备子网、双核子网3种模式子网，作者合作模式具备多样性的特点，但是模式子网之间互不连通；科研合作网络演变过程中，各时间段科研合作网络均较为稀疏，2005—2009年网络密度位于3个时间段最高值，此时间段作者科研合作较为紧密。

研究不足主要在于样本局限于CNKI核心期刊发文题录信息，仅能识别声学研究在国内发展的特征，后续将扩大样本，以全面识别声学的发展总体特征，此为笔者的后续研究方向。