基于ESI和InCites数据库的东华大学学科发展预测

董政娥，陈惠兰

（东华大学 图书馆，上海 201620）

基于ESI和InCites数据库的东华大学学科发展预测

董政娥，陈惠兰

（东华大学 图书馆，上海 201620）

基于ESI（Essential Science Indicators）和InCites数据库引文分析及跟踪，以东华大学为案例，通过计算其ESI中22个学科在全国各学科发展中占据的比重，分析学科结构及特征，探讨预测后续最有可能进入ESI世界前1%学科的方法，进而对后续学科进入ESI世界前1%进行预测.结果表明：除目前入围的工程（Engineering）、物理（Physics）、材料（Materials Science）、化学（Chemistry）4个学科外，数学学科（Mathematics）和计算机科学（Computer Science）学科会于近期入围ESI世界前1%；在优势竞争学科中，生物化工（Biology ＆Biochemistry）学科入围ESI则会稍微滞后.

东华大学；学科发展；ESI；InCites；学科比重；预测

近年来，ESI（Essential Science Indicators，基本科学指标）论文备受关注，基于ESI论文，国内学者在学科发展［1］、科研竞争［2］等方面进行了大量研究.在《2012中国大学评价研究报告》中ESI论文被首次纳入大学评价指标［3］.入围ESI世界前1%的学科及其数量则引起了国内外各大院校的重视.国内各“985”高校均将ESI指标作为衡量该校学科专业进入国际先进水平的一项重要指标［4］.如何通过数据挖掘、信息处理等手段，使科研管理人员得以在整个学科发展以及学科评价中了解某学科在世界所处的位置及学科发展趋势则显得尤为重要.跟踪、监测ESI中22个学科动态，并对其引文进行有效管理、分析和利用，将为研究的进一步发展提供强有力的推动.目前有关ESI中涵盖学科引文分析多集中于识别当前的研究热点或总结过去的发展过程，而对高引用率论文（Highly Cited Papers）、热门论文（Hot Papers）和顶尖论文（Top Paper）与学科发展的关系以及对其进行相关预测的研究则尚未展开.随着InCites数据库的不断完善，进行相关预测具备了可行性，而InCites数据库［5］是汤森路透集团在汇集和分析 Web of Science（SCIE，SSCI，A＆HCI）引文数据基础上建立起来的科研评价工具，综合各种计量指标和30年来各学科各年度的国际标杆数据.其学科分类包含 Web of Science分类（250多个）、Essential Science Indicators 分 类 （22 个）和OECD （Organization for Economic Cooperation and Development）分类（48个）.该数据库包含全球各个国家、机构和学科的论文统计结果，其中，国家对比数据库包含180多个国家和9个区域性组织在所有学科中的论文统计结果，机构对比数据库包含全球各主要国家中主要研究机构和研究机构联盟在所有学科中的论文统计结果.

本文基于ESI和InCites数据库引文分析及跟踪，以东华大学为案例，在探讨其优势学科特征，高引用率论文、热门论文和顶尖论文与学科发展关系分析基础上，预测后续最有可能入围ESI世界前1%学科的学科.

1 数据来源及学科预测算法

1.1 数据来源

本文选取ESI和InCites数据库引文数据，预测东华大学入围ESI学科发展.其中跟踪采集ESI数据库引文分析部分Baselines（基准线）中Field Rankings功能下22个学科的总被引频次.

1.2 预测算法

本研究引入学科比重Qi，计算式如式（1）所示.

其中：i为ESI中22个学科中第i个学科；Xi为InCites数据库中某机构的第i个学科论文被引频次；Yi为ESI数据库引文分析部分Baselines（基准线）中Field Rankings功能下22个学科的总被引频次.学科比重Qi值越大，表示该学科的国际影响力程度越高，具有一定的优势地位，反之则学科处于劣势地位.

1.3 预测算法流程

预测算法的流程如图1所示，其基本思想：（1）利用InCites数据库对东华大学近10年ESI中22个学科进行引文分析，形成第i个学科论文被引频次Xi；（2）利用ESI数据库跟踪近10年ESI中22个学科发展，并对其进行引文分析，获得第i个学科总被引频次Yi；（3）计算学科比重Qi；（4）对22个学科的Qi值进行排序，进而预测进入ESI世界前1%学科的顺序.

图1 预测算法的流程Fig.1 Flow chart of the prediction algorithm

2 试验结果及分析

2.1 数据采集及计算

采集了InCites和ESI数据库相关数据，并计算了学科比重Qi如表1所示.其中，Xi采集了InCites数据库（1981－01－01—2010－12－31）东华大学22个学科论文的被引频次；为了测度预测结果的稳定性，跟踪采集了ESI数据库连续3个时间段（2001－01－01—2011－10－31，2001－10－01—2011－12－31，2002－01－01—2012－02－29）各学科论文总被引频次Yi.在采集数据基础上计算获得了东华大学22个学科（按照ESI数据的学科分类方法）比重Qi.

2.2 学科结构、特征分析

由表1可知，在ESI划分的22个学科基础上，根据学科比重Qi特征，东华大学的学科可以划分为5个区间.

（1）第Ⅰ区间（Qi在0.010 00～0.100 00之间）.该区间分布了7个学科，其分别为工程（Engineering）、数 学 （Mathematics）、物 理（Physics）、材料 （Materials Science）、计算机科学（Computer Science）、化学（Chemistry）、生物化工（Biology ＆ Biochemistry）. 早前跟踪研究表明［6］：东华大学最先入围ESI世界前1%的学科为工程，且2009年年初只有工程一个学科入围；2010年底，则新增了化学，2011年年初新增了材料，2011年底新增了物理.亦即分布在第Ⅰ区间的7个学科，其中有4个学科已经入围了ESI世界前1%学科.由此可见，该区间的学科最具有一定竞争优势.

表1 东华大学进入ESI学科顺序预测Table 1 Prediction on sequence of fields for Donghua University by ESI

（2）第Ⅱ区间 （Qi＝0.001 00～0.010 00）.该区间也分布有7个学科，包括经济 ＆ 贸易（Economics ＆ Business）、 环 境／生 态 学（Environment／Ecology）、分 子 生 物 学 ＆ 遗 传 学（Molecular Biology ＆ Genetics）、 多 学 科（Multidisciplinary）、 药 理 学 ＆ 毒 理 学（Pharmacology ＆ Toxicology）、地 质 科 学（Geosciences）和农学（Agricultural Sciences）.

（3）第Ⅲ区间 （Qi＝0.000 10～0.001 00）.分布于该区间的学科共3个，分别为医学／心理学（Neuroscience ＆ Behavior）、 微 生 物 学（Microbiology）和植物 ＆ 动 物 科学 （Plant ＆Animal Science）.

（4）第Ⅳ区间 （Qi＝0.000 01～0.000 10）.分布于该区间的学科有2个，分别为社会科学（Social Sciences，General）和 临 床 医 学 （Clinical Medicine）.

（5）第Ⅴ区间（Qi＝0）.东华大学3个学科没有论文被引用，其分别为免疫学（Immunology）、精神病学／心理学（Psychiatry／Psychology）和空间科学（Space Science）.

2.3 ESI中高被引论文与学科入围ESI前1%的关系分析

在论文评价方面，ESI提供了高引用率论文、热门论文和顶尖论文的被引用情况［7］.其中高引用率论文和热门论文包括在高被引论文（Most Cited Papers）模块列表中［8］，顶尖论文可以在如图2所示排名中按“ ”查询.

图2 东华大学机构入围ESI学科示意图Fig.2 Example of field rankings for Donghua University

2.3.1 高引用率论文的学科分布

高引用率论文是被引频次在前1%的论文.ESI根据论文的被引频次，选择靠前的1%范围内的论文形成高引用率论文列表［7－8］.

东华大学高引用率论文在学科中的分布如图3所示.由图3可见，东华大学最近10年高引用率论文主要分布在工程（Engineering）、数学（Mathematics）、物 理 （Physics）、材 料 （Materials Science）、计 算 机 科 学 （Computer Science）、化 学（Chemistry）、生物化工（Biology ＆ Biochemistry）和药理学 ＆ 毒理学（Pharmacology ＆Toxicology）这8个学科中.其中，分布最多的学科为工程（Engineering），占 总 数 的 35.7%；其 次 为 物 理（Physics），占总数的25%；数学（Mathematics）、材料 （Materials Science）和 计 算 机 科 学 （Computer Science）这3个学科并列排名第三，均占总数的8.9%；排名第4的学科为化学（Chemistry），其占总数的7.1%；另外，生物化工（Biology ＆ Biochemistry）和药理学 ＆ 毒理学 （Pharmacology ＆Toxicology）分别有3.6%和1.8%论文为高引用率论文.由此可见，高引用率论文多分布在学校具有优势竞争学科领域中.

图3 高引用率论文在学科中的分布（更新日期：2012－05－01）Fig.3 Distribution of highly cited papers in the fields（Update：2012－05－01）

2.3.2 热门论文的学科分布

热门论文是指最近2年发表的被引频次位于前0.1%的论文，即与相同领域和出版年的其他论文相比，出版后很快就有高被引频次的论文［7－8］.热门论文的选择基于论文的发表年限能超过2年，而且在当前的2个月里被引用，这意味着论文必须在很近的一段时间里得到关注.东华大学热门论文在学科中的分布如图4所示.由图4可知，东华大学最近2年热门论文共有7篇，其中，72%的热门论文分布在工程（Engineering）学科，数学（Mathematics）和生物化工（Biology ＆Biochemistry）学科则分别分布了14%的热门论文.由此可见，热门论文也多分布在学校优势竞争学科中.

图4 热门论文在学科中的分布（更新日期：2012－05－01）Fig.4 Distribution of hot papers in the fields（Update：2012－05－01）

2.3.3 顶尖论文的学科分布

顶尖论文是某一科学家、机构、国家以及期刊在特定领域和年限中的被引频次排名在前1%的论文，是某一学科高引用率论文与热点论文之和.顶尖论文与高被引论文的主要差异在于顶尖论文是进入各领域排行的高被引论文，无法进入某领域排行的论文，便不能成为该领域的顶尖论文［7］.东华大学顶尖论文在学科中的分布如图5所示.由图5可见，东华大学最近10年的顶尖论文共有58篇，其分布趋势与高引用率论文分布趋势基本一致，在高引用率论文与热点论文中，其中5篇论文同属于高引用率论文和热点论文，而工程（Engineering）学科中有2篇论文为热点论文，但却不是高引用率论文.

图5 顶尖论文在学科中的分布（更新日期：2012－05－01）Fig.5 Distribution of top papers in the fields（Update：2012－05－01）

2.4 预测结果及分析

为了进一步预测后续入围ESI世界前1%的学科，图6分析了第Ⅰ区间优势学科的学科比重及其稳定性.由图6可见，该区间的7个学科中工程学科所占比重最大，其次是数学学科、物理学科、材料科学、计算机科学、化学和生物化工.这7个学科连续3个时间段在世界同学科中所占比重均较稳定外，位于第1位、第3位、第4位和第6位的4个学科均已经入围世界1%，由此可推断位于第2位的数学学科（Mathematics）、第5位的计算机科学（Computer Science）和第7位的生物化工（Biology＆Biochemistry）学科可能率先入围ESI世界前1%，尤其是数学（Mathematics）科学和计算机科学（Computer Science）会于近期入围ESI世界前1%，生物化工（Biology ＆Biochemistry）学科则会稍微滞后些.

图6 优势学科比重稳定性分析Fig.6 Analysis stability of proportion on the advantage discipline

3 结论及建议

从东华大学22个学科在世界各学科中所占比重、学科结构特征、高被引论文与入围ESI世界前%学科关系分析，可得到如下结论：

（1）目前在ESI所包含的22个学科中，东华大学最具有竞争优势的学科包括7个，其中，工程（Engineering）、物 理 （Physics）、材 料 （Materials Science）、化学（Chemistry）4个学科已经相继入围ESI世界前1%，在世界学科中所占比重较高的数学（Mathematics）、计算机科学（Computer Science）和生物化工（Biology ＆Biochemistry）3个学科可能率先入围ESI世界前1%.

（2）东华大学高引用率论文、热门论文和顶尖论文多分布在优势竞争学科中，其中学科比重较高的学科高引用率论文、热门论文和顶尖论文所占比例相对较高.因此，可以从提高论文质量，如加强高引用率论文、热门论文和顶尖论文数量的角度出发，促进学科在世界学科中的竞争优势，而这方面可以通过人才队伍建设、人才引进等方法得以实现.

（3）在7个最具竞争优势的学科中，排名第2位的数学（Mathematics）学科和第5位的计算机科学（Computer Science）学科将会于近期入围ESI世界前1%，排名第7位的生物化工（Biology ＆Biochemistry）学科的入围则会稍滞后.

（4）在今后的学科发展中，有待发展的学科为处于第Ⅱ区间的学科，如经济 ＆ 贸易（Economics＆ Business）、环 境／生 态 学 （Environment／Ecology）、分 子 生 物 学 ＆ 遗 传 学 （Molecular Biology ＆ Genetics）、多学科（Multidisciplinary）、药理学 ＆ 毒理学（Pharmacology ＆Toxicology）、地质科学（Geosciences）和农学（Agricultural Sciences），这些学科已经在世界各学科中占有一席之地，但是仍然需要继续努力，如可以在增加该学科论文产量基础上，重视其在世界学科中的被关注程度等（即被引用频次）方面出发来促进其进一步发展.

（5）对于较薄弱的第Ⅲ和Ⅳ区间学科而言，加强其学科发展，提高其在世界各学科中所占比例值得进一步探讨.如分布于第Ⅲ区间的医学／心理学（Neuroscience ＆ Behavior）、 微 生 物 学（Microbiology）和植物 ＆ 动物 科 学 （Plant ＆Animal Science）学科，尤其是植物 ＆ 动物科学（Plant ＆ Animal Science）学科，可以充分利用东华大学纺织材料与工程学科的特色进一步发展和完善；分布于第Ⅳ区间的社会科学（Social Sciences，General）和临床医学（Clinical Medicine）学科则可以从发展交叉学科的角度得以全面提高，如可以充分利用东华大学人文学院、外语学院以及管理学院现有资源，提高其在世界学科中的比重.

参 考 文 献

［1］陆根书，刘敏.我国高校学科竞争力及学科建设成效分析［J］.西安交通大学学报：社会科学版，2008，28（6）：76－82.

［2］易勇.我国研究型大学科研能量及效率研究：基于科学计量学的视角［J］.中国科技论坛，2011（10）：109－113.

［3］腾讯教育.2012ESI－TOP论文排行榜揭晓清华大学高居榜首［EB／OL］.（2012－01－09）［2012－05－01］.http：／／edu.qq.com／a／20120109／000394.htm .

［4］东华大学3个学科入围ESI世界前1%学科［J］.纺织教育，2011（2）：100.

［5］InCitesTM［DB］.［2012－05－01］.http：／／incites.isiknowledge.com／Home.action.

［6］董政娥，陈惠兰.基于ESI和SCI－E论文来源期刊分区的东华大学学科发展分析［J］.东华大学学报：自然科学版，2012，38（1）：107－112.

［7］韩欣，刘子忠.ESI计量分析数据库的功能与科学评价：以中国地学研究机构的科学评价为例［J］.地质科技情报，2010，29（1）：138－142.

［8］邱均平，马瑞敏.引文索引的功能与科学评价：以美国《基本科学指标》引文数据库为例（下）［J］.评价与管理，2006，4（1）：18－21.

The Discipline Forecast of Donghua University Based on the Databases of ESI and InCites

DONGZheng－e，CHENHui－lan
（Library，Donghua University，Shanghai 201620，China）

The development of discipline as example of Donghua University is forecasted in terms of citation analysis and alerting based on the databases of ESI（Essential Science Indicators）and InCites.The procedure of the forecast is as followed，firstly the proportion of discipline in the national discipline as a whole is calculated according to the 22 disciplines in ESI.Analysis of the discipline structure and character are followed.At last，forecast is carried out on the basis of sorting of the proportion of discipline.The result shows that two disciplines such as Mathematics and Computer Science will listed ESI the world's top 1%finalist in the near future，except four disciplines such as Engineering，Physics，Materials Science and Chemistry that listed in ESI.The Biology ＆Biochemistry will be listed a little lag in advantage disciplines.

Donghua University；discipline development；ESI；InCites；proportion of discipline；forecast

G 353.1

A

1671－0444（2013）05－0689－06

2012－05－21

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（12D23701）；ESI和Incites数据库视角下“985”高校人文科学发展跟踪与分析2012

年度预研究资助项目（73D123707）；纺织史相关资源建设和研究热点的分析研究2012年度预研究资助项目（237－10－0108013）

董政娥（1978—），女，山西朔州人，馆员，博士研究生，研究方向为信息咨询、科研绩效评估.E－mail：dzee071107＠dhu.edu.cn

陈惠兰（联系人），女，研究馆员，E－mail：hlch＠dhu.edu.cn