基于战略坐标图的实验室安全研究热点分析

白延虎，罗建利

（温州大学 商学院，浙江 温州 325006）

随着我国高等教育的快速发展，国家和地方政府对高校实验室的投入不断加大，实验室建设的数量和质量取得长足进步。此外，进入实验室人员有专本科生、硕博士生、高校教师、外聘人员等，其知识层次和安全意识参差不齐，所有这些使实验室安全管理面临复杂的局面和严峻的挑战[1]。近年来，高校实验室安全事故时有发生，不但给国家财产造成重大损失，在社会上引起不良反应，也对实验人员生命构成威胁[2]。因此，急须加强实验室安全领域的研究，及时解决暴露出的安全问题，切实增强实验室安全管理能力和水平。以往的研究中，通常选取某个学科来研究实验室安全问题，而采用文献计量学的方法研究实验室安全问题的报道还较少。本文尝试用这种方法对近10 年实验室安全方面已发表的核心期刊文章进行梳理，挖掘研究的热点，为科研人员开展研究以及政府部门制定政策提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本文数据来源中国知网，在高级搜索页面选择期刊为检索库，以主题词 “实验室” 并含 “安全” 为检索条件，期检索时间从2010 年1 月—2020 年3 月，来源期刊选择核心期刊，共检索到1 594 篇文献，去除广告、会议通知和没有关键词的文献241 篇，通过浏览文献摘要删除与主题无关的论文24 篇，共获得有效文献1 329 篇。

1.2 研究方法

对提取的文献数据研究主要采用共词分析法和战略坐标图分析法。

（1）共词分析法主要是通过搜集相关文献中的关键词，统计不同关键词在不同文献中共同出现的次数构建共现矩阵，利用可视化分析软件进行聚类分析，从而挖掘近期该主题的研究热点和预测未来的研究趋势[3]。本文通过将文献导入到Bicomb 软件提取文献的关键词构建共现矩阵和相异矩阵进行聚类分析[4]，分析实验室安全研究的主题。

（2）战略坐标图分析法自Law 等人提出以来，在管理学、心理学、统计学中得到广泛的应用，主要是在聚类的基础上研究不同类团研究现状的一种方法，即哪些类团是研究热点，同时还可以反映出主题类团内部和主题类团之间的联系状况[5]。

此外，通过SPSS 软件[6]进行聚类分析，计算不同类团的密度和向心度，利用战略坐标图分析实验室安全研究的热点。

2 共词分析法

共词分析法主要包括关键词预处理、共词矩阵构建和相异矩阵构建。

2.1 关键词预处理

将筛选后的1 329 篇文献分三次从中国知网导出，导出的格式选择Notefirst，通过软件Bicomb 提取关键词，共得到5 112 个关键词，删除与研究主题无关的词和合并意思相近的词后，进行频次统计分析，选择关键词频≥8 次的53 个关键词作为分析对象，高频关键词和词频如表1 所示。排除搜索的关键词，得到如“生物安全”“实验室管理”“安全教育”“化学实验室”“实验室建设” 等是频次比较高的关键词，说明这些关键词是10 年来有关实验室安全研究的热点。

表1 高频关键词和词频表（部分）

2.2 共词矩阵构建

将选择的53 个高频关键词通过Bicomb 软件生成53×53 的共词矩阵，关键词共词矩阵如表2 所示。共词矩阵以对角线为轴，具有对称性，非对角线的数字代表横轴关键词和纵轴关键词共同出现的次数，如“安全管理” 和 “高校实验室” 在1 329 篇文献中共出现了44 次，说明这两个方面是目前人们正在研究或关注的重点。

表2 关键词共词矩阵(部分)

2.3 相异矩阵构建

将共词矩阵通过Ochlla 系数转换为相关矩阵，在该矩阵中数值大小代表了横轴和纵轴对应的关键词之间的距离，数值越大说明关键词之间的相似性越高，但是该矩阵中0 值过多，聚类分析过程中产出较大的误差，需要将相关矩阵转换为相异矩阵，1 减去矩阵中数值便可以得到相异矩阵，关键词相异矩阵如表3所示。数值越小代表关键词之间相似性越大，反之代表关键词之间相似度越差。

表3 关键词相异矩阵（部分）

3 研究主题分析

3.1 系统聚类

聚类分析是多变量研究方法之一，根据变量之间关系的远近，将多个变量划分为不同的类团，从而减少变量的数量[7]，确定研究主题。本文首先将相异矩阵导入SPSS 24 软件，采用系统聚类分析，通过比较不同的聚类方法得到图谱的优劣，发现组间联接配合平方欧式距离得到比较好的聚类效果，得到树状聚类图，关键词系统聚类组合如图1 所示，将53 个关键词的研究主题划分为6 类。

3.2 聚类结果分析

根据图1 每个类团关键词的语义关系，对每个聚类类团进行命名，将实验室安全研究确定为以下6 类主题类团。

（1）实验室安全调查研究[8]（图1 中的序号①）。包括 “调查”“化学实验室”“生物安全管理”“对策”“实验室安全管理”“食品安全” 等6 个关键词。此类团的研究主要集中在对某一地域的实验室安全调查研究，如重庆市、深圳市、广东省等，或针对某一高校实验室安全的调查研究，如密歇根州立大学、北京大学、墨尔本大学、新加坡大学等，或针对某一类型的实验安全调查研究，如高等学校实验室安全、食品安全、危险化学品安全、生物学实验室安全等。

（2）科研实验室安全问题研究[9]（图 1 中的序号②）。包括“高校”“安全”“科研实验室”“环保”“重点实验室” 等5 个关键词。此类团的研究主要集中在科研实验室的工作人员（包括硕士、博士、导师等），以及实验室人员如何参与实验室安全管理，如课题组成员参与实验室安全管理的研究、研究生参与实验室安全的研究、从安全心理学角度研究科研人员的安全意识等。

图1 关键词系统聚类组合

（3）生物实验室安全问题研究[10]（图 1 中的序号③）。包括“实验室”“生物安全”“风险评估”“安全防护”“生物安全实验室”“实验动物”“实验室生物安全”“血站” 等10 个关键词。此类团的研究主要集中在实验动物、生物废弃物、生物病源体等的管理和处置（如病毒微生物极易扩散，传染性强，一旦扩散将产生严重公共卫生事件），还集中在实验室仪器操作安全、操作不当引发的有害物质泄露，造成环境污染等。

（4）实验室安全管理体系研究[11]（图 1 中的序号④）。这类研究包括“实验室安全”“安全教育”“管理体系”“实验室管理”“安全检查”“安全管理体系”“危险化学品”“化学品”“废弃物”“开放实验室”“信息化”“应急预案”“实验教学”“安全工程和人才培养”等19 个关键词。研究方向主要集中在不同学科实验室安全体系的构建，如生物类、化学类、环境类、医学类、理工类、文科类等；多维度实验安全体系的构建，如 “五位一体”“五防一体”“三标一体化” 等；还包括国外高校实验室安全体系的构建与研究，如阿德莱德大学、牛津大学、哥伦比亚大学等。

（5）实验室安全教育研究[12]（图1 中的序号⑤）。包括 “高校实验室”“安全管理”“消防安全”“安全文化”“化学类实验室”“安全意识”“微生物实验室”“安全隐患”“以人为本” 等9 个关键词。此类团研究主要集中在安全教育模式研究，如以人为本的模式、共享平台的模式、师生互动模式等。研究还集中在安全教育课程研究方面，如教材中融入安全教育、新生入学始业教育中增设安全教育、学生自学安全视频参加安全考试等，此外还包括安全教育系统开发研究，校企联合开发实验室安全教育系统，学生定期学习安全知识，参加安全培训等。

（ 6 ） 实验室信息化管理研究[13]（ 图 1 中的序号⑥）。此类团研究包括 “管理对策”“信息化管理”“化学品管理”“生物实验室” 等4 个关键词。研究方向主要集中在智能型实验室、互联网+实验室和信息化管理系统开发等。

4 研究热点分析

4.1 战略坐标图绘制

战略坐标图是类团分析的主要方法之一，是一个二维的坐标图，在该图中，X轴代表密度值，标示类团内部相互作用的强度，Y轴代表向心度值，标示类团之间联系的强度，一般定义密度和向心度的平均值作为坐标轴的原点，得到4 个象限的战略坐标图，每个象限代表主题演化的不同趋势[14]。在聚类分析的基础上，计算上述6 大类团的主题密度值和向心度值（见表4）。该类团中关键词与同类团其他关键词共现次数总和的平均值为该类团的密度值；该类团中关键词与其他所有类团关键词共现次数总和的平均值为该类团的向心度值。

表4 主题类团密度值和向心度值

类团⑤、类团③、类团④密度比较大，分别是18.22、17.83、16.21，说明这三个类团自身研究领域关联比较密切，研究受关注度较高；类团⑤、类团②、类团③向心度数值比较大，分别是28.56、20.21、19.09，说明这三个类团和其他类团的联系较多，在整个研究领域中处于核心地位。

4.2 战略坐标图分析

以各类团的密度和向心度分别为X轴和Y轴，以密度和向心度的平均值为原点绘制战略坐标图，分析实验室安全研究的热点方向，如图4 所示。

图2 类团战略坐标图

类团⑤和类团③被划分到第一象限（I）。这两组类团的密度值和向心度在所有类团中较高，不但类团内部关联紧密，且与其他类团关系也较密切。这表明安全教育是预防和减少事故的最有效的方法，生物实验室是安全事故易发地，这两个方面的研究非常重要，影响着其他方面的研究，是实验室安全研究的核心和热点。

类团②被划入第二象限（Ⅱ）。该类团的密度值较小，表明该类团内部联系较松散，但与其他类团关联密切，这样的类团是实验室安全研究领域的重要议题，具有研究的潜力，但是因为内部松散，也有可能被分解为多个研究主题。随着我国实验室数量、规模、层次不断提升，科研实验室的安全问题越来越受到重视，也成为近期研究的重要方向，但由于科研实验室更关注科研成果，在安全领域的研究积极性不高。

类团①和类团⑥被划分为第三象限（Ⅲ）。这两组类团不但内部联系比较松散，而且与其他类团关联也较少，表明该类团研究主题具有较强的独立性，受关注度较低，研究的学者不多。不同领域安全调查的结果相似性较高，实验室信息化建设更侧重软件的开发，因此，这两个方面的研究学术性较低，没有形成系统的研究理论体系，均不属于主流研究领域。

类团④被划入第四象限（Ⅳ）。该类团的密度值较高，但是向心度较低，表明该类团也是研究的热点区域，但是该主题研究的独立性较强，随着时间的推移，研究的学者若不多，很可能被边缘化。从管理体系角度研究实验室安全问题，涉及国家政策、实验室主管部门、一线实验人员和实验室规章制度等多个方面，受到很多学者的青睐，也是研究的热点之一。

5 结语

安全无小事，实验室安全是开展实验教学和科研的基础，是一项常抓不懈的工作。近几年，国家出台了一系列文件加强实验室安全工作，而开展实验室安全研究工作可以为政府制定政策提供理论支撑，使政策更具有科学性。正是基于这种思路，本文通过文献计量学方法统计出实验室安全研究的主题和热点，聚焦近期研究的重点领域，为科研人员开展相关研究以及政府部门制定政策提供参考依据。