基于ESI和InCites动态数据的学科竞争力分析——以武汉工程大学材料科学学科为例

程卫红

（武汉工程大学 图书馆，武汉 430205）

1 前言

目前中国高等教育处于大众化普及化阶段，规模已居世界首位。党和国家开始推进“双一流”国家战略，为把我国建设成为有中国文化特色的高等教育强国。在2015年11月国务院印发的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》和2018年8月教育部、财政部、国家发展改革委印发的《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》中都指明了学科建设的意义和路径。学科是大学人才培养和科学研究的范围和载体，学科建设是“双一流”建设的核心和关键。[1]-[2]

2014年9月出台《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》启动新一轮高考改革，给予学生和高校更大选择自由，贯通高中阶段选课、大学阶段专业选择和职业选择的培养模式。院校+专业的志愿填报和招生录取机制给土木工程类、材料工程类、电气工程类、能源工程类以及机械工程类等工科专业，尤其是缺乏名校标签效应的非“双一流”建设高校的工科专业带来了较大的冲击。[3]

国家和社会发展的需求、教育体系的变革和竞争都在要求高校不断提升学科竞争力。学科竞争力是指高等教育中的学科为了获取更多资金、人才和高素质生源作为竞争主体，在国际或国内竞争中所表现出来的能力或素质，是各高校同一学科之间在某些方面的比较优势或差距表现。[4]

2 武汉工程大学材料科学学科概况

材料工业是国民经济的基础产业，新材料是国家发展的战略性新兴产业，材料科学在社会需求的推动下从细分走向综合，通过多门自然科学与工程学的相互交叉、渗透和移植，最终形成具有共同理论和技术基础的大材料科学。1957年美国学者首先提出“材料科学”概念，20世纪60年代学界逐步接受这一概念。随着研究深度和广度的不断拓展，内涵不断丰富，终于成为独立的学科，在美国、欧洲和澳洲等世界发达国家和地区的高校均设立相关系部。[5]我国的材料科学起步于1950年以后，一些重点理工科院校承袭苏联的培养模式在不同学科门类（冶金、机械和化工等）中设有与材料相关的专业如金属热处理、焊接、硅酸盐工学和塑料工学等。改革开放以后，随着产业环境和学科的快速发展，各高校先后打破按照材料类别分类培养的传统观念，将分散在各系部的教学科研人、财、物等资源进行抽取和整合，实施大材料学科教育。目前，国内已有200多所高校设置材料科学与工程专业，材料科学学科得到了重点支持和大力发展。[6]材料科学同科学研究的联系密切，高水平的材料科学教育中心同时也是高水平的科学研究中心，学科教育的内容随着科学技术的发展也一直在不断更新，而且更新速度越来越快。

武汉工程大学材料科学学科也经历了这样的发展历程。1998年材料工程系由高分子材料与工程教研室（1994年）、无机非金属材料工程教研室（1994年）、矿物加工工程教研室（1979年）和普通物理教研室（1974年）部分教师组建成立，后更名为材料科学与工程系；2003年升级为材料科学与工程学院。目前已形成包括先进等离子体技术与应用、分离膜材料与应用技术、新能源材料与器件、生物医用材料和特种高分子材料等稳定的研究方向。武汉工程大学十分重视科研成果为国家和区域经济服务，坚持基础研究和科技成果转化，在碳化硅陶瓷膜材料、金刚石膜材料、新能源材料、功能高分子材料及等离子体技术等科学研究领域形成了特色和优势，在微波等离子体技术开发和应用方面处于国内领先水平。

3 研究过程与结果

3.1 数据来源及处理方法

论文各项统计数据均来源于Web of Science数据库中的SCIE、SSCI、A&HCI、ESI和InCites。论文对标7所湖北省省属高校分析其材料科学学科竞争力，它们分别是湖北大学、武汉科技大学、武汉纺织大学、三峡大学、湖北工业大学、长江大学和武汉轻工大学。统计8所对标高校材料科学学科2017～2021年Web of Science论文产出情况，论文从ESI学科排名、论文产出、论文影响力、高被引论文、论文作者和论文合作影响力等维度进行竞争力分析，数据检索时间为2022年1月25日，以此梳理学科目前发展中的差距与不足，合理规划未来学科发展规划。

3.2 材料科学学科ESI学科排名分析

ESI数据库显示8所对标分析高校中有4所学校的材料科学学科目前超过ESI学科门槛值①进入全球1%。全球1105所高校和机构入选，其中中国大陆221家。

表1 材料科学学科ESI排名对标分析

武汉工程大学材料科学学科在与8所学校横向比较中排名、论文篇数和被引频次均处于第三位，篇均被引频次和高水平论文数量处于第二位。

从表2（见下页）可以看出，ESI全球1%入选机构数量近5年一直在快速增长，说明全球材料科学产业在快速发展，研究材料科学的机构在增长。武汉工程大学材料科学学科在稳定进步，在ESI前1%入选机构中所处位置越来越靠前。

表2 武汉工程大学材料科学学科ESI历年排名情况

3.3 Web of Science论文产出分析

表3数据表明中武汉科技大学论文发表数量遥遥领先，湖北大学处于第二。后面依次是武汉工程大学、武汉纺织大学、三峡大学、湖北工业大学、长江大学和武汉轻工大学。近几年，学科竞争加剧，部分省属高校学科建设加大投入，在科研成果上有奋起直追的势头，可以看出武汉纺织大学的论文数量在接近武汉工程大学，湖北工业大学的论文数量在接近三峡大学。

表3 材料科学学科2017-2021年WOS论文产出和影响力对标分析

武汉工程大学Web of Science论文最早发表于2007年，是化学学科的2篇论文，材料科学学科最早的论文发表于2008年，这一年材料科学学科合计发表35篇。2008年至2020年论文发表数量和影响力一直平稳增长。[7]图1中可以看出武汉科技大学、湖北大学的论文产出处于领先地位，2020年后有5所高校的论文产出略微下滑,2所高校略微上升，因此出现了产出排名的较大变动。

图1 材料科学领域论文WOS论文产出分布图

3.3 Web of Science论文影响力分析

1955年，尤金·加菲尔德博士首次提出利用文献计量学的工具来实现“引文索引”，从而开始了以科学引文索引进行科研绩效计量和科研影响力分析。表3可以看到2017-2021年对标高校的论文被引频次排名依次是湖北大学、武汉科技大学、武汉工程大学、武汉纺织大学、三峡大学、湖北工业大学、长江大学和武汉轻工大学。湖北大学因为篇均被引频次高达16.92，在论文篇数少604篇的情况下论文影响力反超武汉科技大学，武汉工程大学篇均被引频次15.44，论文影响力处于第三。图2的气泡图以论文篇数为横坐标，以CNCI为纵坐标，以论文被引频次表示气泡的大小，很直观可以看出对标机构的论文影响力。

图2 材料科学领域2017-2021WOS论文影响力气泡图

此外，对标高校中论文的CNCI、h值和平均百分位等指标也呈现出与篇均被引频次相近的分布。论文被引频次高，反映出论文选题好，质量高，被其他科研工作者阅读借鉴得多，各项影响力指标就会上升。因此提高论文质量至关重要。如图3所示，湖北大学、武汉工程大学和三峡大学在这几项中表现都比较好。

图3 2017-2021年武汉工程大学材料科学领域WOS论文被引频次分布图

从图3可以看出，总体来说，武汉工程大学国际学术论文篇均被引频次较高，单篇论文也达到了较高的影响力水平，但高影响力论文数量有待提升，同行学术交流有待加强。

3.4 高被引论文和热点论文对标分析

高被引论文（Highly Cited Paper）是指过去10年中发表的论文，其被引频次排在同一年同一ESI学科发表的论文的全球前1%；热点论文（Hot Paper）是指过去2年中所发表的论文，在最近两个月中被引频次排在某一ESI学科发表的论文的全球前0.1%。机构中高被引论文和热点论文统称为高水平论文，充分反映了科研对于学术前沿的敏感性和创新能力。图4为2017-2021年对标机构材料科学领域高水平论文分布图。

图4 2017-2021年对标机构材料科学领域高水平论文分布图

3.5 论文作者分析

2017-2021年期间在材料科学领域各对标机构作者总数和影响力区间分布如表4。作者包括学校教师、在校学生（博士后、硕士、博士和少量本科生）、访学学者和科研平台合作学者。科研绩效的背后是人才队伍和资源平台的竞争，竞争力强的机构会形成先发优势和良性循环。

表4 材料科学学科2017-2021年WOS论文作者对标分析

2017-2021年武汉工程大学共有950位作者参与论文发表，作者规模和高水平科研人员数量均不占优势，需要加强人才队伍建设。与此同时还存在论文影响力提升的空间，可以适度加强学术交流，增加论文影响力，根据InCites数据库机构作者分析数据武汉工程大学材料学科作者中被引频次为0的作者有152位。以材料科学领域作者发文篇数和论文被引频次两个维度分析，展示出作者科研论文的分布情况。图5中可以看出发文数量（10篇以上）和总被引频次（100以上）都高的作者数量只占到发文作者的1/30，其他作者还有很大提升空间。

图5 武汉工程大学材料科学学科作者分布图

3.6 论文合作影响力分析

科研合作是在更高起点上推进自主创新的重要方式，对于推进国家科技发展，提升经济发展质量和效益具有不可替代的作用。国内外合作机构的分布、合作论文数量和质量反映了课题和作者对国际国内合作者的吸引力和吸纳资源的能力，代表研究工作的前沿性和学习的开放性。2017-2021年期间，武汉工程大学在材料科学领域与国内外341个机构合作，科研合作比例活跃。各对标机构都积极开展科研合作，表5为各对标机构国内国际科研合作情况。

表5 材料科学领域对标机构科研合作情况

4 结语

4.1 武汉工程大学材料科学学科建设成效显著，学科竞争力在稳步前进

武汉工程大学材料科学学科在2017年距离学科阈值还有一点距离，接近度超过90%，2018年历史性开拓进取迈入ESI全球排名前1%，2020年的ESI排名在961家机构中排名587，相对位置是61.08%。2021年在1079家机构中ESI排名556，相对位置是51.53%，2021年比2020年上升了9.55%。各项结果均表明学校在学科建设中的各项制度和措施成效显著。但在论文产出数量增长的同时，被引频次指标却基本持平，论文影响力还有进一步提升的空间。

4.2 随着双一流建设推进，高校学科竞争急速加剧，后续学科排名有调整的可能

2019年5月随着工程学进入ESI全球排名前1%，武汉工程大学进入ESI全球排名前1%的学科数增至三个，位居湖北省属高校前列。但在2021年8所对标大学中，有2所大学拥有4个学科排名前1%的学科，有4所大学（含武汉工程大学）拥有3个学科排名前1%的学科。多所大学在高水平人才引进、实验室建设、科研政策引导等方面积极谋划推进，从最近5年发文数量和影响力来看，存在学科排名调整的可能。

4.3 科研产出高度依赖少数骨干科研人员，人才队伍建设需要加大力度

结构完善、梯队合理的高素质人才队伍是提升综合实力的决定性因素。从论文中作者分析可以看出，目前材料科学学科的超高影响力科研人员人数较少，有很大比例的科研人员停留在发文数量和被引频次均较低的区域。比如在近5年的950位论文作者中，有152位作者的论文被引频次为0；排名前65位作者包揽了全部被引频次中的一半。与武汉科技大学和湖北大学相比科研队伍规模和高影响力作者明显偏低，人才队伍建设需要加大力度，如果采取适度的团队合作、培养帮带、交流合作、激励认定、规划人才梯队等措施可以释放较大的生产力。

4.4 稳健合理的考核奖励政策有助于保持和提升材料学科实力，优化招生环境

教育部出台了相关政策，对于科研工作中的一些极端行为进行引导，高校需要全面审视SCI作为前沿研究成果的索引工具、影响因子期刊评价工具、学科科研产出评价工具和大学排名重要参考指标，存在的工具优点和不全面的地方。建议学校综合平衡学科建设需要、社会宣传需要、教育资源争取需要，出台稳健合理的科研考核和奖励政策，稳固前期学科建设的成果，总结前期学科建设的经验，逐步建立多元的科研成果考核奖励政策体系。

注释：

①ESI门槛值：指ESI中某学科最后一位的机构近十年的论文总被引次数。