国内实验室信息化研究进展

韩颖 缪建华

摘  要：传统实验室和信息技术相融合，形成了实验室信息化。为了更好地把握我国实验室信息化的研究方向和发展趋势，采用文献计量学和知识图谱的研究方法，对我国2006-2018年核心及以上期刊发表相关文献的发文量、作者、被引量、研究机构、关键词等进行时序、聚类分析。针对当前实验室信息化研究的不足，进行调查分析并提出建议。

关键词：实验室;信息化;可视化分析

中图分类号：TP391.9       文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）25-0013-05

Abstract： The integration of traditional laboratory and information technology has formed the informatization of laboratory. In order to better grasp the research direction and development trend of laboratory informatization in China， the research methods of bibliometrics and knowledge graph are adopted. This paper makes a time series and cluster analysis on the number of articles， authors， citations， research institutions and keywords published in the core （and above） journals in China from 2006 to 2018. In view of the shortcomings of the current laboratory information research， this paper makes an investigation and analysis and puts forward some suggestions.

Keywords： laboratory; informatization; visual analysis

引言

高校實验室是理实一体化教学的重要基地，在高校人才培养中起着举足轻重的作用[1]。实验教学有助于提高学生的综合素质、启迪学生的创新思维、培养学生的创新精神与实践能力[2]，是培养创新人才的有效载体[3]。随着教育教学与信息技术的深度融合，实验教学信息化在平时教学中使用得越来越广泛，也越来越受关注，在现阶段高校实验教学中具有不可替代的重要作用[4]。因此，高校实验室的信息化建设与管理显得尤为重要。

但是，国内关于实验室信息化现状与趋势的文献还很少。为此，采用文献计量学和知识图谱研究的方法，对检索到的10多年来关于国内实验室信息化研究进展的文献，利用CNKI的计量可视化功能对实验室信息化研究进行计量可视化分析，以求探寻实验室信息化研究的进展。

1 研究方案

1.1 数据来源

研究主要针对文献的发文量、作者、被引量、研究机构和关键词等方面进行时序、聚类分析。文献统计以 CNKI 数据库平台SCI期刊、EI来源期刊、核心期刊、CSSCI、CSCD（简称核心期刊）为数据库来源。统计主题为“实验室信息化”，统计时间截止到2018年12月31日，共统计出84篇相关文献，剔除报道、会议通知、文件等，共得78篇有效文献，采用CNKI计量可视化分析功能对其进行定量与定性分析。

1.2 研究工具

运用CNKI强大的计量可视化分析功能，选择作者、机构、关键词等，对显示数量、节点过滤、聚类分析等进行参数设置，获取相关的知识图谱，从而以可视化的形式呈现相应数据。

2 研究结果与分析

2.1 年发文量分析

同一主题的发文量变化反映了该领域的研究热度和学者对此的研究进度，是衡量科学研究发展的重要指标[5]。核心期刊关于实验室信息化的历年发文量，如图1所示。根据图1显示，2006年出现了第一篇关于实验室信息化的相关研究，其后数量总体呈稳步上升趋势，但带有上下波动。若将其视为三个阶段，则第一阶段（2006-2009年），为初始阶段，年发文量逐年增加;第二阶段（2010-2015年），为波动发展阶段，虽经历两次低谷，但总体向好，年均发文量仍较初始阶段高出近一倍;第三阶段（2016-2018年），为快速发展阶段，年均发文量较前一阶段成倍增长，最低谷时的发文量也达到了前期的最高水平。

期刊对某主题的关注度，从其对该主题的发文量就可见一斑。以实验室信息化为主题的相关文献，发文量在 2篇（含）以上的核心期刊共有4种，这4种核心期刊的总发文量占该主题文章总数的78%（见表1）。这些文献主要发表在《实验技术与管理》和《实验室研究与探索》这两个实验教育领域的专门期刊上，占文献总数的70.5%。除实验教学领域外，其余核心期刊主要分属成人教育、临床医学、职业教育、高等教育、轻工业手工业、化学、地质学等领域，如《成人教育》《临床检验杂志》《教育与职业》《西南师范大学学报（自然科学版）》《染整技术》《计算机与应用化学》《石油实验地质》等。同时，《工业建筑》《现代电子技术》《现代教育技术》《现代情报》杂志也均有涉足。

2.2 作者分析

随着实验室信息化的受关注度越来越高，从事该主题研究的学者也日益增多。在78篇相关核心期刊论文中，参与的作者众多，但发表（含参与）2篇（含）以上的仅6人，如图2所示。其中作为第一作者发表2篇（含）以上的仅2人：苏州大学附属第一医院检验科的顾国浩团队[6-8]，立足于临床医学，研究临床实验室的数字化与信息化建设，共发表3篇;杭州电子科技大学的亓文涛[9-10]，从高校实验室安全建设出发，研究实验室安全文化体系和实验室安全管理体系，共发表2篇。由此可见，关于实验室信息化研究已开始发展，但尚未形成核心作者群，除部分本科院校以外，还没有其他相关科研院所在此方面有较深入的研究。

分析作者合作情况，不仅可以了解重要学者分布情况[11]，还可以厘清其关于实验室信息化的重要研究成果。为研究作者之间的合作关系，将节点过滤出现频次设置为0，生成作者合作网络图谱，如图3所示，样本中共有100位作者，27 个两人及以上的合作团队。将节点过滤出现频次设置为1，再次生成作者合作网络图谱，如图4所示。由图3和图4作者合作网络图谱可以看出，当前作者合作相当分散，各自为阵，尚未形成合作网络。随着实验室信息化的不断发展，相信未来会形成相互合作、相互提升的良好局面。

2.3 被引分析

被引量，是指文献发表后被他人引用的次数。被引量越多，说明同行对此的反响程度越高[12]。为了解关于实验室信息化方面的重要研究成果，列举被引量前10的文献（见表2）。这10篇文献的作者均为本科院校教师，研究热点主要集中于实验室信息化管理模式和实验室信息化管理系统。具体而言，被引量排名第一[13]、第二[14]、第三[15]的文献虽均为实验室信息化管理的实证研究，但只是以某实验室为试点[13-14]，或实验室仪器设备的信息化管理[15];被引用量第四[16]、第七[17]、第九[18]的文献从技术层面探讨了关于实现实验室信息化的具体技术，如基于物联网技术[16]、基于.NET 平台[17]、基于云計算技术[18];被引用量第五[19]、第六[20]、第八[21]、第十[22]的文献均为理论层面关于实验室信息化管理模式的探讨。

2.4 机构分析

为了解关于实验室信息化研究的核心机构群，统计了样本文献的发文机构。统计结果显示，样本文献来自于71家研究机构。为直观显示各机构发文情况，列举文献产量高于2篇（含）的机构共10家，如图5所示。这10家机构发文量之和占实验室信息化主题研究文献总数的30.8%，将其视为实验室信息化研究的核心机构群。其中北京交通大学[23-27]、苏州大学附属第一医院[6-8]，关于实验室信息化发文量分别为5篇和3篇，位居前二名。这两家机构在实验室信息化研究领域有较为深入的研究，是该领域的中坚力量。具体而言，北京交通大学的研究涉足面广，包含构建信息化管理平台[23]、智能实验室建设[24]、新媒体技术的实验室应用[25]、高校科研实验室的过程信息化管理[26]和基于信息化的高校实验室管理创新研究[27];苏州大学附属第一医院均为临床实验室的信息化建设研究。除此之外，天津师范大学[17，28]、南京大学[29-30]、吉林大学[31-32]、浙江工业大学[33-34]、长春大学[31，35]、天津大学[36-37]、杭州电子科技大学[9-10]、北京理工大学[15，38]发文量均为2篇，处于第二梯队。

2.5 研究主题与热点演进

文章关键词集中体现了学者的学术思想和理念，是对文章核心内容的高度提炼和高度浓缩[39]。因此，通过分析某研究领域的关键词频率，可以看出该研究领域的研究热点和发展脉络。我国实验室信息化研究的关键词共现网络图谱，如图6所示。圆圈越大，说明该关键词在文献中出现的频率越高;字体越大，说明该关键词的中心性越强;各圆圈间的连线越多，说明两者间的相关性越强。某一时期内研究者所共同关注的热点，可以通过关键词的频率直观地反映。为更清楚地显示实验室信息化这一当前研究热点，将节点过滤出现频次设置为2，再次生成关键词共现网络图谱，如图7所示。由此可见，除去实验室管理、实验室信息化及意义相近且统摄性较高的关键词外，近年来，实验室信息化研究热点主要包含实验教学、信息化管理、实验室安全等。

3 结束语

随着当前信息化水平的提高和网络技术的发展，我国高校实验室信息化经过十多年的研究发展，相关主题的关注度、发文量均有稳步提升，特别是近年来对此方面的研究比较多;但作者合作研究分散，尚未形成核心作者群;研究机构主要为本科院校;关于实验室信息化管理模式、实验室信息化管理系统的研究，文献的被引量较高;相关研究的重点已从虚拟实验室建设，逐步转向围绕人才培养、信息化平台、信息化管理的新阶段。

当前实验室信息化的研究还仅限于个别实验室或仪器设备的试点研究、技术层面关于技术实现的探讨和理论层面关于管理模式的探讨，缺乏全面、系统、科学、可推广的实践案例分析。今后，可以就高职院校的实验室信息化建设、应用与管理作深入的探索、实践与研究，并将信息化贯穿于整个实验实训中，从调研、建设、使用、管理等方面着手，结合行业特色与企业接轨，建设成校园智慧工厂。

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