基于CiteSpace的实验队伍研究热点和趋势

岳 琦，王 晋

（国家科技基础条件平台中心，北京 100038）

实验队伍在高等学校和科研院所主要从事实验室管理、科研仪器运行管理、样品分析检测等工作，是实验室建设的中坚力量，其能力和素质直接关系到科研仪器使用效率和水平、实验室建设和管理效果[1-2].长期以来由于历史和观念的原因，高校院所乃至全社会对实验队伍重视不够，相比科研教学人员存在歧视和偏见，其在科研教学活动中的地位、贡献得不到足够尊重和重视[3-4].我国高校院所实验队伍建设相比于科研活动的发展明显滞后，甚至部分单位出现因实验队伍能力不足造成科研仪器频繁损坏，且简单故障也难以单独维修，严重制约了高校院所科研水平[5-6].

自《国务院关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》（国发〔2014〕70号）[7]发布以来，科技部联合相关部门，督促高校院所建立专业化的实验队伍，不断提高实验技术水平和开放水平.近些年，清华大学、北京大学、中国科学院生物物理所等单位依托高水平实验队伍，利用冷冻透射电子显微镜、高频核磁共振波谱仪、二次离子质谱仪等高端科研仪器，取得大量突破性成果.

本文基于中国学术期刊网络出版总库（CNKI）数据库，使用CiteSpace文献计量工具，以“实验队伍”为关键词进行分析，研究四十年国内相关研究的重点、热点和变化趋势，分析实验队伍存在的问题，并提出结论和对策建议.

1 分析方法

1.1 数据来源

文献来源于中国学术期刊网络出版总库（CNKI），选择“实验队伍”和“实验技术人员”为检索词进行主题检索，检索时间为1981年1月1日至2021年12月31日.实验技术人员数量、仪器数量等数据来源于2021年国家科技基础条件资源调查工作.

1.2 CiteSpace

CiteSpace是一款基于共引分析理论和寻径网络算法，使用文献数据库进行分析的文献计量工具，主要用于探寻研究领域关键路径和知识转折点、把握前沿方向和热点问题、识别主要研究人员和研究机构[8-9].主要功能是对关键词进行词频、聚类、热点和突变词分析.一般而言，某关键词在越短的时间段内出现的频率越高，则其在知识图谱中的节点也就越大，也反映了对该研究主题的关注度越高.

对于关键词聚类，CiteSpace提供4种聚类方式，分别为LSI（潜语义索引）、TF×IDF（加权算法）、LLR（对数似然比检验）和MI（互信息算法）[10-11].本研究使用LLR算法进行聚类，聚类结果更符合实际情况.

在科技领域，大量学者围绕科技政策、科技资源配置、科研人才、中小企业创新等领域，使用CiteSpace软件开展了大量研究工作[12-17].该软件在分析科技管理类期刊，梳理相关领域研究热点和趋势方面取得了较好的效果.

2 结果与讨论

2.1 实验队伍研究整体情况

2.1.1 论文数量变化

近20年关于实验队伍的研究数量整体呈上升趋势（如图1所示），在2007～2013年和2020年为两个高峰，但在2014年和2021年出现显著下降.其主要原因是2014年和2021年国务院和有关部门针对制约实验队伍发展的问题发布了相关的文件，分别是《国务院关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》和《人社部、教育部关于深化实验技术人才职称制度改革的指导意见》[18]，解决了诸如职称评审困难、缺乏有效绩效激励等问题.

图1 近20年实验队伍研究文章数量变化图Fig.1 Changes in number of research articles by laboratory science technicians

2.1.2 研究机构分布

开展实验队伍方面的研究单位数量较多，但缺乏核心重点单位.自1981年，有近3 000家单位仅发表1篇相关研究论文，仅有16家单位发表6～10篇研究论文，如表1所列.

表 1 部分实验队伍研究文章所在科研机构分布情况Table 1 Distribution of scientific research institutions where some laboratory science technician research articles

2.1.3 学者分布情况

开展实验队伍方面的学者数量较多.自1981年，共有6 700（人·次）学者（包括文章所有作者）开展实验队伍方面的研究，其中有5 800多位学者发表相关文章1篇，有30个学者发表的文章为5～10篇，如表2所列.

表 2 部分实验队伍研究学者分布情况Table 2 Distribution of scientific research authors where some laboratory science technician research articles

这些学者工作内容和研究对象存在明显差异.诸如北京科技大学金仁东、杭州电子科技大学樊冰等所在单位资产管理处，主要从事包括科研仪器在内的国有资产管理.中山大学温光浩、吉林大学荆晶等所在单位实验室与设备处，从事实验室管理、仪器设备类资产购置与使用工作.第三军医大学张晓、山西财经大学高智琛等所在单位公共实验室、分析测试中心，从事通用类仪器的日常管理与使用.中国海洋大学高先池、河南大学山颖等所在单位专业学院，从事本专业科研和实验工作.

2.1.4 学术期刊情况

该领域学术论文主要集中在《实验技术与管理》《实验室研究与探索》《实验室科学》这三个期刊（如表3所列）.其中，前两者均入选中国核心期刊（遴选）数据库.三个期刊均由教育部主管，清华大学、上海交通大学、南开大学与中国高等教育学会主办.

表 3 部分实验队伍研究文章发布期刊分布情况Table 3 Distribution of scientific research periodicals where some laboratory science technician research articles

2.2 实验队伍研究热点

2.2.1 词频分析

经梳理中国学术期刊网络出版总库（CNKI）和《实验技术与管理》《实验室研究与探索》《实验室科学》三个重点期刊的关键词，结果如表4所列.后者关于“实验队伍”的关键词更集中，更能反应相关问题，因此词频分析采用后者数据.

表 4 实验队伍研究文章关键词分布情况Table 4 Keyword distribution of laboratory science technician research articles

实验队伍研究主要集中于6个关键词，分别是“实验室”“管理体制”“实验教学”“仪器设备”“高校、院所等科研机构”“开放共享”.其中近5年研究热点集中在“大型仪器”“双一流建设”“绩效考核”“开放共享”“分析测试中心/公共服务平台”.

整体而言，实验队伍研究的发展与我国科技创新投入、科研仪器购置和布局密切联系.在2000年之前，我国科技创新投入较少，各单位科研仪器和实验技术人员数量较少，且集中在单位实验室、教研室统一管理.随着近20年科技创新投入持续增加，各课题组和研究团队均配备了大量科研仪器和实验技术人员，因此分析测试中心和公共服务平台等集约化平台承担起了通用仪器运行管理职能.在2010年之后，高职院校、独立学院、地方高校也开始大量购置科研仪器，这些科研机构也开始从事相关研究.2017年1月国务院批准建设世界一流大学和一流学科，相关研究也开始持续涌现.

2.2.2 聚类分析

使用CiteSpace软件对上述关键词进行聚类，设置阈值为Top10，经过Pathfinder裁剪生产聚类图谱.将全部关键词聚类分为6类，分别是“教学科研”“开放共享”“设备维修”“使用效率”“体制” “问题研讨”.其中，“开放共享”“设备维修”“使用效率”三个关键词均与科研仪器直接相关，“教学科研”“体制”两个关键词与科研仪器间接相关，结果如图2所示.

图2 实验队伍研究文章关键词聚类结果Fig.2 Clustering results of laboratory science technicians article keywords

从关键词聚类结果看，实验队伍的研究与“科研仪器”“开放共享”密不可分，科研仪器的运行和管理长期以来就是实验队伍最重要的一项工作.同时，实验队伍的水平直接决定了科研仪器使用效率和使用水平.

2.3 科研仪器的发展倒逼实验队伍提升

近些年高校院所为提升科技创新水平，持续加大实验队伍投入.一般而言，高校院所实验队伍规模占全部编制数的8%～15%[19].整体上看，全国实验队伍数量整体并不缺乏，但科研大院大所的实验队伍数量和质量相比于发达国家仍有较大差距.

科研大院大所实验队伍明显不足.根据2021年国家科技基础条件资源调查数据（以下简称资源调查数据），我国2 500家高校院所拥有12.6万台（套）大型科研仪器，实验队伍超过28万人，实验队伍数量/大型科研仪器数量为2.22.392家中央级高等学校和科研院所拥有5.9万台（套）大型科研仪器，实验队伍为3.3万人，实验队伍数量/大型科研仪器数量为0.56.清华大学、上海交通大学、北京航空航天大学等九校联盟高校（C9）拥有1万台（套）大型科研仪器，实验队伍为4 300人，实验队伍数量/大型科研仪器数量为0.43.

高水平实验技术同样短缺.《教育部直属高等学校岗位设置管理暂行办法》（教人〔2007〕4号）规定，“直属高校正高级、副高级、中级和初级专业技术岗位比例的最高控制目标原则上为2∶3∶4∶1”.根据资源调查数据，中央级高校院所实验队伍中正高级、副高级、中级及以下职称比例为7∶31∶62，地方省市高校院所比例为6∶16∶78.中央级高校院所的正高级职称实验队伍数量明显不足，不足科研教学岗位的1/3，地方省市的高级职称实验队伍数量明显不足，不足科研教学岗位的1/2.此外，仍有大量高校院所未设立正高级实验技术岗位，部分单位虽设立了正高级岗位，但在职称评审或岗位聘任环节设置过高门槛，造成岗位长期空缺，根据资源调查数据，有183家中央级高校院所未聘任为正高级实验技术岗位人员.

2.4 科研仪器开放共享要求加大实验队伍建设

国发〔2014〕70号文[7]要求“高校院所建立在线服务平台，公开科研设施与仪器使用办法和使用情况，实时提供在线服务.根据科研设施与仪器的类型和用户需求，建立相应的开放、运行、维护、使用管理制度，保障科研设施与仪器的良好运行与开放共享.要建立专业化的技术服务团队，不断提高实验技术水平和开放水平.”根据中央级高校和科研院所科研设施与仪器开放共享评价考核工作数据，这些单位每年企业提供服务占全部服务的46%，大部分企业为中小企业.这些企业因自身缺乏实验条件和缺乏相关科研人员，对实验需求和实验过程存在描述不清、沟通不畅的问题.因此高校院所实验队伍向企业服务时，大量的时间集中在反复沟通，设计实验方案环节.

高校院所围绕科研仪器开放共享对实验队伍开展绩效考核和绩效激励.自2018年，科技部、财政部每年组织开展中央级高校和科研院所科研设施与仪器开放共享评价考核工作，对优秀及良好单位给予后补助经费进行奖励，这些单位可使用该经费对实验队伍进行奖励.根据重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台数据统计，已经有70%以上的高校院所对实验队伍进行绩效考核，并将实验室管理、大型科研仪器运行情况等作为重点考核的内容.对表现较好的实验室、机组、实验人员给予公开表彰和绩效奖励.

3 结论

（1）近二十年关于实验队伍的研究数量整体上升，相关研究机构和学者分布较广，大多数机构和学者在该领域缺乏长期持续性研究，研究不够全面和充分.《实验技术与管理》《实验室研究与探索》《实验室科学》作为该领域最主要期刊，基本可以反应本领域研究情况和主要研究观点.

（2）研究关键词主要集中在“实验室”“管理体制”“实验教学”“仪器设备”“高校、院所等科研机构”“开放共享”6个方面.使用聚类工具进行聚类，关键词聚类在“教学科研”“开放共享”“设备维修”“使用效率”“体制”“问题研讨”这6个中心.整体上看，实验队伍的研究离不开科研仪器和开放共享，同时科研仪器和实验队伍共同作为实验室和科研机构组成部分支撑了科技创新工作.

（3）随着科技创新投入持续加大，高校院所购置的高端科研仪器越来越多.这就要求实验队伍的数量和能力均要与之匹配.但就目前而言，实验队伍的发展慢于科研仪器的发展，与党中央“实现高水平科技自立自强”的要求存在较大差距.中央级高校院所要加强正高级实验师的培养和引进，争取培养出高水平实验型领军人才.

（4）科研仪器开放共享工作对实验队伍提出了更高的要求，在面对中小企业实验需求时，要能提供一整套专业化的实验解决方案和针对性的实验方案.同时随着高校院所绩效工资改革的深入，实验队伍的绩效工资将同科研仪器运行使用状况和相应支撑科技创新成果产出直接挂钩.下一步，应加强建设面向企业服务的专业化团队和加大对实验队伍的绩效激励.