基于文献计量学的《河南理工大学学报(自然科学版)》核心竞争力提升路径思考——兼论传统工科院校工程技术类综合学术期刊的研究热点与知识图谱

杨延麟，赵迪斐，谭昕，李蕊

(1.河南理工大学 学术出版中心，河南 焦作 454000；2.中国矿业大学 人工智能研究院，江苏 徐州 221116；3.中国矿业大学 人文与艺术学院，江苏 徐州 221116；4.中国矿业大学 外国语言文化学院，江苏 徐州 221116)

0 引 言

高等学校是我国学术期刊的办刊主体，高等学校主办的综合性学术期刊往往刊载范围较广，对前沿科技和研究进展的报道反应迅速，是报道学术研究最新成果的重要窗口[1]。2016年，习近平总书记在全国科技创新大会上提出：“广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上，把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中。”国家有关部门也先后出台了一系列支持中国学术期刊发展的政策和办法，不断加大支持力度，给学术期刊的发展带来了新机遇。2017年以来，为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，教育部积极推进“新工科”建设，对传统工科专业进行改造升级，具有“学科交叉融合”特征的实用性、交叉性与综合性更强的“新工科”逐步兴起。中国学术期刊尤其是传统工科院校主办的工程技术类综合性学术期刊，在这两个巨大变局中如何把握发展趋势，做出正确抉择，将面临巨大考验。

传统工科院校所办的工程技术类综合性学术期刊一般以本校强势学科为依托，这些学科往往构成成体系的学科群，期刊对研究成果的报道具有较好的针对性，通过对期刊载文进行分析，可以有效反映出相关专业领域的知识结构及其演化规律[2]，从而在一定程度上反映学科群的关注热点及演化路径[3-7]。文献计量(bibliometric analysis)是探究学科领域知识结构与发展趋势的重要手段，通过对报道文献的梳理，可以获得学科研究前沿信息和发展趋势，对学术期刊刊载内容的专业方向以及研究人员的研究选题具有重要指向意义[8]。目前，学者们对各学科及研究领域的文献计量学研究，主要集中在全领域文献的整体分析和专业性期刊的专门分析上，对专业领域文献报道情况分析较多[9-11]，对以传统工科高校学报为代表的工程技术类综合性学术期刊载文特征，如期刊的结构、热点与知识图谱等方面的针对性研究则很少。因此，明确传统工科院校工程技术类综合性学术期刊的文献学特征，可以反映出传统工科院校专业在“新工科”转型过程中，相关研究领域和学科群的关注热点及演化路径。本文以《河南理工大学学报(自然科学版)》为例，应用CiteSpace Coreldraw、Ucinet等软件对其2005—2019年刊发的学术论文进行数据可视化，对论文的报道结构、热点与知识图谱展开分析，总结传统矿业类院校工程技术类综合性学术期刊的刊载特征与趋势，对我国煤炭相关院校的学科领域关注热点进行分析，从而为期刊发展以及传统工科院校在“新工科”转型升级建设上提供参考。

1 资料处理与方法

1.1 文献检索与信息获取

《河南理工大学学报(自然科学版)》创刊于1981年，是河南理工大学主办，以矿业与安全工程为特色的工程技术类综合性学术期刊。本文依据中国知网数据库CNKI对《河南理工大学学报(自然科学版)》载文进行系统检索，检索条件设置为 “检索条件：(中英文刊名=河南理工大学学报(自然科学版)或ISSN=河南理工大学学报(自然科学版)或CN=河南理工大学学报(自然科学版))，并且(核心期刊=Y)(精确匹配)；数据库：文献跨库检索”；检索范围为2005年1月1日—2019年12月31日。检索结果表明，自2005年以来，《河南理工大学学报(自然科学版)》刊载学术论文文献数量为2 346篇。此外，提取了论文的主要基本信息，包括论文的学科、关键词、年限、作者等。文献计量数据采集日期为2020年7月25日。

1.2 文献计量学分析

在获取基本数据后，利用中国知网文献分析工具进行基本处理，导出数据后使用Cite Space软件进行进一步的计量分析，分析内容包括学术论文报道特征和研究知识结构两方面，前者主要包括发文趋势、研究领域分析等，用以明确期刊的学术影响力[7]；后者主要包括共词网络、知识体系图谱等。此外，对提取报道文献领域进行了专门分析，获取了2005—2019年间子领域的报道热点、结构与发展趋势。

2 结果分析

2.1 载文计量特征

从载文数量看，2005—2019年，《河南理工大学学报(自然科学版)》每年刊载学术论文数量100～250篇，载文数量变化可以划分为3个阶段：第一阶段(2005—2008年)，年载文数量不断攀升，由119篇逐渐增加至163篇；第二阶段(2009—2010年)，载文数量达到峰值，分别为190篇与225篇，近乎为2005年载文数量的2倍；第三阶段(2011—2019年)，载文数量下降，年均载文数分布在135～158篇，逐渐稳定于每年130～140篇(图1)。《河南理工大学学报(自然科学版)》载文趋势与煤炭等工学领域发展趋势一致，2005—2010年处于我国煤炭工业等领域发展的黄金十年期间[12]，充沛的领域活跃度带来了丰富的研究成果，《河南理工大学学报(自然科学版)》载文量逐年提高，并在2010年达到峰值。2010年后，行业发展速度趋于稳定，载文量也对应趋于稳定。

图1 《河南理工大学学报(自然科学版)》载文分布特征

从整体计量特征来看(表1)，《河南理工大学学报(自然科学版)》2 346篇载文中，有基金支持的论文1 891篇，占比约80.61%，说明基金论文是其报道的主要成果类型，且近年来，基金论文占比不断提高(图2)；载文总被引量为15 544次，篇均被引4.897次，单篇最高被引98次，2019 年影响因子为0.794，在全国142种同类期刊中排名第43；从学术研究参与者来看，载文的参与学者数为4 852人，参与机构数达到了1 052个。

表1 《河南理工大学学报(自然科学版)》载文整体计量特征

图2 2005—2019年《河南理工大学学报(自然科学版)》基金论文占比

2.2 科研合作网络

研究机构与作者构成学术研究的关键环节[9]。应用CiteSpace对《河南理工大学学报(自然科学版)》进行作者合作网络分析，识别机构网络的核心群体(图3)。从发文数量看，河南理工大学资源环境学院(98篇)、河南理工大学电气工程与自动化学院(85篇)、河南理工大学机械与动力工程学院(83篇)、河南理工大学安全科学与工程学院(80篇)、河南理工大学能源科学与工程学院(76篇)等是贡献量最高的研究机构；煤炭安全生产河南省协同创新中心(32篇)、中国矿业大学资源与地球科学学院(16篇)、中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院(13篇)、河南科技大学机电工程学院(12篇)等是重要贡献研究机构。从发文影响力看，河南理工大学资源环境学院(0.25)、河南理工大学安全科学与工程学院(0.21)、河南理工大学机械与动力工程学院(0.18)、河南理工大学能源科学与工程学院(0.14)、河南理工大学电气工程与自动化学院(0.11)与网络中的科研机构合作密切，在《河南理工大学学报(自然科学版)》中学术影响力较高。图3所示合作网络平均路径长度为2.804，网络聚集度为0.165，由此可知，期刊研究机构群体网络互动交流频繁，但分散程度较高，以主要贡献机构间的合作为主。由统计结果可知，主要贡献机构集中在与能源行业紧密相关的大学及研究性机构，这表明《河南理工大学学报(自然科学版)》相关文献的报道不仅受到能源相关院校的推动，而且与行业前沿紧密相关。

图3 《河南理工大学学报(自然科学版)》载文的主要研究机构及相关性分析

文献的被引机构可以反映文献的影响领域。从期刊的被引情况来看，河南理工大学、安徽理工大学、山东科技大学、西安科技大学、中国矿业大学、辽宁工程技术大学、重庆大学等在优势学科方面具有相似特征的高校对期刊被引贡献显著，在期刊上，除这些大学的学报及研究论文外，《煤矿安全》《煤炭技术》《煤炭科学技术》等与煤炭开发、安全、勘探相关的期刊是引用最多的专业领域期刊(图4)。《河南理工大学学报(自然科学版)》载文的核心作者相对分散(图5)，这主要是由于其属于工程技术类综合性学术期刊，报道领域复杂，包括矿业、安全、资源、环境等多个子领域内，导致核心作者分布较为分散，相互关联较弱。

2.3 研究热点领域与方向

从河南理工大学学报(自然科学版)》载文的关键词来看(图6)，“数值模拟”(51篇)、“数值方法”(41篇)、“神经网络”(18篇)、“数值分析”(18篇)这4种分析方法关键词均处于核心关键词的前13位中，说明在煤与煤层气等相关领域中，数值模拟等数学方法的应用对推动知识进步起到了重要作用，而“试验研究”(24篇)则反映室内分析测试是解决化石能源勘探、开发、利用的重要手段；“工作面”是排名第2的关键词，达42篇。此外，“巷道围岩”(20篇)是典型的煤矿相关关键词，说明《河南理工大学学报(自然科学版)》长期实现本领域内的成果报道；关键词“煤与瓦斯突出”(36篇)、 “瓦斯含量”(22篇)、“故障诊断”(19篇)，则反映与煤矿等资源相关的安全问题。我国煤矿等传统化石能源的开发利用中，安全开采、安全利用是领域内长期关注的重要问题，其中，瓦斯问题是煤矿安全的重中之重[12-13]。

图4 《河南理工大学学报(自然科学版)》载文主要被引机构

图5 《河南理工大学学报(自然科学版)》载文核心作者

图6 《河南理工大学学报(自然科学版)》载文核心关键词

通过关键词共词分析，得出《河南理工大学学报(自然科学版)》2005—2019年载文的热点、结构与知识图谱(图7)，其中点间连线反映相关关系，节点大小代表论文数量。结果显示，《河南理工大学学报(自然科学版)》报道文献的知识结构包括3个主要知识网络与一系列次级网络。在3个主要网络中，数值模拟、瓦斯抽采、采空区、层次分析法、有限元等关键词形成第一个共词网络；故障诊断、支持向量机、有限元分析等构成第二个共词网络；沉积环境、瓦斯、煤与瓦斯突出等构成第三个共词网络。此外，以煤层气、水力压裂、开采沉陷、地表沉降、沿空留巷等关键词为核心，构成了一系列矿业、安全、勘探、开发等领域的共词网络或共词对。去除研究方法、手段等关键词，可以判断，报道热点集中在采空区研究、瓦斯安全、煤层气、开采沉陷、资源勘探等范围内，学科交叉程度较高。

图7 《河南理工大学学报(自然科学版)》2005—2019年刊载学术论文的研究热点与知识网络

从知识结构上来看，《河南理工大学学报(自然科学版)》知识网络相对离散，但各主要共词网络均服务于一个更高级别的知识核心：化石能源开发利用。因此，应用关键词分析、共词网络分析、聚类分析等手段分析传统工科院校工程技术类综合性学术期刊时效果将会减弱，其原因主要在于，传统工科院校工程技术类综合性学术期刊涉及领域复杂，但主要报道领域与高校的强势学科领域重叠，而传统工科院校强势学科往往是由数个强势专业带动的学科群，虽然分属不同领域，但服务目标具有一致性，专业领域也往往具有一定的相近性，如资源-矿业-安全-环境等，其实是服务于能源开发的不同阶段与角度。因此，传统工科院校工程技术类综合性学术期刊的报道范围也具有跨领域而领域相近、关键词离散但服务于更高级别领域目标的重要特征，且受高校强势学科群影响显著。《河南理工大学学报(自然科学版)》作为代表性传统工科院校工程技术类综合学术期刊，对学术成果的报道具有区别于普通综合性期刊的文献计量特征。《河南理工大学学报(自然科学版)》载文主要集中在矿业工程、安全工程、地质工程、测绘工程等工科领域，发文趋势稳定，报道文献结构为离散型，说明报道文献范围相对广泛；报道热点集中在采空区研究、瓦斯安全、煤层气、开采沉陷、资源勘探等范围内，学科交叉属性较强。

3 传统工科院校工程技术类综合性 学术期刊的知识结构特点

不同领域的期刊，由于对知识文献的选择性、侧重性报道，而导致其具有不同的结构、热点与知识网络特征[14-15]。一般而言，专业报道型期刊具有1至多个由关键核心构成的知识网络[13]，工程技术类综合性学术期刊则相对分散，而传统工科院校工程技术类综合性学术期刊的报道范围，受高校强势学科群影响显著，对传统工科院校的知识构成与知识进展反映良好，形成对工科优势学科群的文献知识报道体系。以《中国矿业大学学报(自然科学版)》《河南理工大学学报(自然科学版)》《安徽理工大学学报(自然科学版)》《成都理工大学学报(自然科学版)》等为典型代表，他们是在我国高校职能分工的发展过程中，为有效应对化石能源开发利用问题，缓解我国能源安全局势所建设的一系列以化石能源为特色的传统工科院校，这些高校的相关学术期刊也受其强势学科影响，以传统化石能源开发利用为核心报道方向，针对性强。此外，部分领域性期刊，也具有和传统工科院校工程技术类综合性学术期刊类似的报道特征，如《煤炭学报》《煤炭科学技术》《煤炭技术》等。

4 结 语

传统工科院校工程技术类综合性学术期刊的发展方向与院校发展战略的紧密结合，是期刊质量的根本保障。但传统工科院校学术期刊的发展具有特殊性，与其他专业领域期刊的报道特征不同。传统工科院校工程技术类综合性学术期刊提升办刊质量、优化转型必须重视对学科群取得的研究成果和对新兴技术在传统工业领域应用研究最新进展的报道，《河南理工大学学报(自然科学版)》应逐步聚焦数据科学与大数据技术、人工智能技术、虚拟现实技术、纳米材料技术等在能源勘探、开采、非常规能源利用等方面应用的最新研究成果的报道，进而推动传统工科院校对新兴领域学术热点的关注和期刊学术影响力的提升，实现双向促进的良好循环。《河南理工大学学报(自然科学版)》在2020年对所设栏目进行了改版，增加了人工智能与大数据栏目，以期通过对新兴学科热点研究的持续关注，汇集相关院校学者在交叉学科研究的智慧与灵感，打造一个展示学术成果的窗口和交流学术思想的平台，为服务传统工科院校向“新工科”的转型升级和“双一流”建设做出应有的贡献。