基金资助对杰出青年学者研究方向的影响

陈雪怡，潘云涛，马峥，张贵兰，张柏祯，任倩

（1. 中国科学技术信息研究所，北京 100038；2. 北京市自然科学基金委员会办公室，北京 100000）

0 引 言

科研人员是科技创新的主体，青年科技人才更是创新的先锋。为了培养出具有国际竞争力水平的人才，各国均十分重视青年人才的成长规律。习近平总书记曾在科学家座谈会上强调，要高度重视青年科技人才成长，使其成为科技创新主力军[1-2]。国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，要培养具有国际竞争力的青年科技人才后备军[1]。对青年人才科技创新最主要的支持方式就是科研经费的投入。基础科学研究是一个国家建设成科技强国的基石，科学基金是我国基础研究领域最重要的资助渠道[2]。无论是从国家公共科技管理的角度，还是对基础研究人才的培养，都深层次地影响着人才资源的发展。

目前，国家自然科学基金对基础研究人才的成长规律设计了从初出茅庐的青年人才到领军人物，乃至高水平研究团队的人才项目资助链，为青年人才的成长提供了足够的发展空间[3]。同时，科学基金注重多层次相互配合衔接的项目系列协同作用，青年人才可以根据之前研究工作的积累以及单位科研条件，选择能够发挥自身潜能和优势的项目，直接发挥科学基金对青年人才在研究方向上的导向作用，积极、有效地调动了青年人才进一步探索研究的兴趣，使青年人才在自主选择项目时可以细化自己的研究方向，指引科研人员突破创新。

青年人才是未来科技创新的主力军，关注科学基金对科研人员研究方向的资助导向有利于帮助青年人才实现创新突破、聚焦前沿。本文基于多维度指标测算方法，从“环境-动机-行为”视角，研究基金资助这一外界环境，在实现突破创新这一动机下，对科研人员不同研究阶段研究方向行为的影响。对此，本文从主题的凝聚性、合作的持续性和团队的稳定性3个方面量化科学基金资助对学者研究方向的影响，探索在科学基金资助下学者研究方向的演变规律，并剖析其背后的影响因素。

1 相关研究综述

1.1 基金资助对科研人员研究方向的影响

根据文献调研，相关研究主要通过政策分析和实证分析的方法反映基金资助对科研人员研究方向的影响。政策分析主要从基金资助的制度、结构、方式等角度研究资助对科研人员研究方向的影响，对研究方向的深入和细化起到促进作用。刘益宏等[2]学者研究了新时代自然科学基金资源配置机制，表明了科学基金更加注重对高质量申请者不同学科领域的引导。罗珵[4]、Abramo等[5]对国内外科研经费资助方式和结构进行分析，发现竞争性资助方式和结构更能让科研人员实现研究方向的突破创新。许德坤[6]将西藏大学的科研方向和西藏当地的社会发展、经济联系起来进行分析，认为科学研究需要有明确且相对稳定的研究方向，而科研资助有利于帮助凝练研究方向。韩岚等[7]研究了近十年国家自然科学基金中药毒理学研究方向项目资助情况，分析了该资助项目的主要内容，建议学者申请项目可以根据项目方向进一步凝练富有特色的科学问题。根据调研结果，实证研究通常以同一时期受到基金资助的学者为例，分析其成长过程中研究方向的变化。Wang等[8]实证分析了日本竞争性资助方式的数据，发现竞争性资助项目能够激励资助者自身所在领域的创造性研究。郭嘉等[9]基于问卷调查分析了科学基金资助的两类青年人才对资助绩效各个方面的评价，在科研活动方面，影响最重要的表现是“稳定了研究方向”。樊威等[10]以个案研究的方式，发现博士后科学基金的资助不仅帮助科学家凝练了研究方向，而且为后续研究成果的取得奠定了基础。

综上所述，可以发现已有研究在基金资助对人才研究方向的影响上缺乏关注，在基金资助对研究方向的作用上尚未形成统一认知；基金资助对科研人员研究方向影响的研究主要从研究方向本身出发进行实证分析，观测维度较为单一，缺乏多维度的研究论证，且主要为定性分析。对此，本文将从多维视角定量测度青年人才研究方向的变化情况。

1.2 基金资助下研究方向在不同维度的变化

科研人员从独立从事研究活动开始到成为某一领域研究方向的杰出人才，需要经过一段较长时间的成长。在成长过程中，科研人员需要为其以后的学术研究成果积累包括自身学术能力、其他人力资源和物质资源等在内的优势。为进一步了解基金资助对科研人员研究方向的影响，需要了解人才成长中科研人员科研行为的变化。从“环境-动机-行为”的角度，可以更好地解释基金资助对学者科研行为的影响。首先，从系统动力学角度来看[11]，任何事物的存在和结果的形成，都是受到事物本身的内在因素和外界环境因素共同作用所致。环境的激励有利于提高科研人员的科技工作效率，推进其科研活动的良性发展。其次，从行为学角度[12]，只有不断地通过环境激励调动科研人员的积极性，引导其自觉、主动地探索科学研究，才能对学者的科研行为产生影响。因此，基金资助作为一种外部的环境因素总会影响科研人员的行为表现。调研发现，基金资助在科研人员研究成果的产出、科研合作的深入交流、科研团队的协作等方面发挥不同的作用。

有无基金资助、资助类别、资助数量等都会作用于科研人员，影响其科研成果。基金资助对科研人员论文数量的影响主要表现为发表SCI论文数量的变化。赵伟等[13]研究了国家杰出青年科学基金获得者在基金资助前后5年的时间里的SCI论文产出量，发现基金资助的激励效果较为明显。田起宏等[14]、郭嘉等[9]和马亮等[15]都将高被引论文数量作为指标衡量基金资助对论文产出的影响。基金资助对科研人员专利产出的影响表现为专利授权数和专利应用数的变化。童夏雨[16]、Sandström等[17]、赵伟等[18]和田人合等[19]研究发现，受到基金资助的科研人员更容易申请相关研究专利。受到基金资助的学者不会单独完成整个项目的研究，往往通过寻求合作者进行深入的研究交流来完成项目。有研究发现，申请资助的学者在项目期间所发表的合著论文会增多。刘云等[20]、Zhou等[21]和蔡小静等[22]的研究表明，基金资助的学者更倾向于合作发表论文。Guerrero Bote等[23]、郭红等[24]、赵蓉英等[25]和Ma等[26]将国际合作情况作为研究基金资助对科研人员影响的一项指标。申请基金资助的学者一般会组建自己的团队合作完成项目研究，并以第一作者或通信作者的身份合著发表论文。贾珍臻等[27]、欧桂燕等[28]和Shelton[29]研究发现，在基金资助期间，科研人员担任第一作者或通信作者的论文比例会上升。Lee等[30]研究了基金资助下科研团队的创造力。

关于环境激励对科研人员行为的影响，从学者自身角度来看，科学论文作为科研人员学术成果的重要载体，凝聚了科研人员的智慧，其中包含的大量隐含信息是对科研人员研究主题进行识别的重要依据。从学者的合作交流角度来看，科学基金资助项目具有一定的“合作属性”，有助于扩大研究者的潜在合作网络。从学者的团队协作角度来看，科学基金有助于提升研究团队的技能和资源的完备性，促进更精细和专业的劳动分工，进而提高单项研究中的研究人员数量。在科学基金制度的影响下，优秀科研人员会得到科学基金的资金和资源支持，与项目合作体的“组织灵活性”和“主体开放性”互为优势特性，以实现吸引优秀人才和增强团队凝结力的目的。当今大科学时代，无论社会科学领域还是自然科学领域，知识量极大膨胀，专业不断细分，仅凭个人之力难以实现有效的创新。因此，如果想获得更多的成功机会，就需要增强团队意识，加强团队协作。

对此，本文基于多维度指标测算方法，从“环境-动机-行为”的视角，在主题的凝聚性、合作的持续性和团队的稳定性3个方面验证科学基金资助对科研人员研究方向的聚焦作用。

2 研究设计与方法

2.1 研究设计

本文将激励理论与基金资助下人才成长的意义相结合，从“环境-动机-行为”的视角探究基金资助对学者研究方向的影响。从图1可以看出，合理的科研经费奖励机制与新时代以科学问题和需求为导向的资源配置政策作为外部环境激励，科研人员把实现目标成果的突破创新作为一种内在动力，从而促使科研人员创新行为的发生，激发科研人员做出如创造力、积极性、责任心、干劲持久性等好的表现[31-33]。本文主要研究基金资助对青年人才研究方向这一行为的聚焦情况，结合“环境-动机-行为”理论，青年人才在基金资助的激励下，为实现该研究方向成果的突破创新，展现出青年人才创造力、积极性以及个体目标为组织目标服务的责任心，具体表现为主题的凝聚性、合作的持续性和团队的稳定性。

为进一步探究学者研究方向在主题的凝聚性、合作的持续性和团队的稳定性3个维度上的具体行为表现，将学者的成长过程分为3个阶段，以观察其趋势变化。第一阶段：青年人才博士毕业到第一次申请科学基金，即基金资助前；第二阶段：青年人才从第一次申请科学基金到基金资助结束，即基金资助中；第三阶段：青年人才第一次基金资助结束之后，即基金资助后。本文以首次申请国家自然科学基金为基点，比较资助前、资助中及资助后研究方向的变化趋势，进而得出学者研究方向的变化情况。根据本文设定的3个维度下可量化的测算指标，计算7个指标的数据（表1）。最后，对不同维度的测算指标用熵值法客观赋权进行权重的判断，最终得到资助前、资助中和资助后3个阶段的综合评分数据，进而观测不同学者在3个阶段研究方向的变化趋势。

表1 测算指标设定及说明

2.2 数据获取与清洗

首先，样本学者选取2018—2020年的“北京市杰出青年科学基金”（以下简称“北京杰青”）获得者，在时间点上较为集中，可比性更强。其次，样本人才是具有一定水平和影响力的杰出青年，在团队建设者中具有组织协调能力，对其研究方向的把握和关键问题的凝练具有一定的潜力，且都获得过国家自然科学基金的支持，属于青年科技人才。最后，样本学科覆盖了国家自然科学基金委员会的8个学部，面向全学科，系统性较强。

本文收集了88位“北京杰青”学者的单位、性别、博士毕业院校，首次国家自然科学基金的项目类型、依托单位、项目学科、项目关键词、项目起始时间等履历信息，以及SCI论文数据（收集时间是2021年9月）。首先，收集学者的性别、博士毕业院校、3个阶段所在单位机构等履历信息。通过学者院校官网的个人主页、Web of Science、XMOL学术等平台，获得88位学者的基本介绍和教育经历。其次，收集学者首次获得的国家自然科学基金项目类型、依托单位、项目学科、项目关键词、项目起始时间等履历信息。通过国家自然科学基金查询网检索项目负责人，获得88位学者首次获得的自然科学项目的基本信息。最后，收集学者在资助前、资助中和资助后3个阶段发表的SCI论文。根据之前获取的履历信息，通过Web of Science平台用“作者单位+作者姓名”的方式检索并下载88位学者完整的论文数据。共检索到88位学者的10089篇论文，经过消歧处理，最后得到8680篇论文数据，进一步进行设定指标的处理，具体如表1所示。

在主题的凝聚性维度上，本文设定了主题热度和主题变异程度两个测算指标。主题热度反映了科研人员该方向研究的凝练程度。本文在主题热度的基础上，借用变异系数这一统计学的思想计算出主题的变异系数，用主题变异程度来反映研究的波动大小，主题变异程度值越小，代表学者的研究越稳定，即整体研究方向没有发生迁移。按照划分的3个阶段，将所获取的每一位学者论文中每一篇论文的标题、关键词和摘要经过一系列的分词、去停用词等预处理之后作为一个文档D，构成训练文档集合D，作为LDA（latent Dirichlet allocation）主题分析模型输入的语料，经过程序的多次迭代，最终获得每一阶段整体文献集的研究主题。将学者每一阶段的主题聚类个数作为LDA模型分析的主题个数，以保证每一阶段学者主题类别的全面性。

在合作的持续性维度上，本文设定了合作圈子大小、合作强度和合作者学科聚合度3个测算指标。前两种指标计算各阶段主题聚类下合作作者的数量大小和作者共现次数，进而反映学者合作的广度和强度。第三种指标是从各学者的SCI论文中选取研究方向字段（SC）提取出合作者涉及的所有学科专领域，计算各阶段的平均最短路径值。平均路径长度越小，代表做相同研究的学者联系越紧密，进而反映学者的合作强度。运用CiteSpace软件工具做出各位学者3个阶段的作者-关键词共现时序图，从软件的Project文件夹中获取所有学者各主题聚类下合作学者的数量、共现频次以及对应的年份等数据。

在团队的稳定性维度上，本文设定了团队规模和团队角色变化两个指标进行测算。其中，团队规模是指学者在不同阶段其所在工作单位的人才团队，即以该学者为中心的、每个阶段其所在单位的团队人数。人才队伍越大，代表在研究活动中该学者研究方向的吸引力和研究价值。团队角色变化是指学者在各阶段的人才队伍中胜任主要负责人的能力，通过学者担任通信作者的论文占比反映其在团队中的身份变化。通信作者论文占比越多，代表学者对研究方向整体把握的能力越强，反映其有能力对该研究方向进行深入研究。本文需要根据每位学者所在工作单位官网的个人主页找到各阶段学者所属人才队伍的团队信息，并结合学者论文中合作者的机构院校信息，判断以该学者为中心的团队人数，最终计算出该学者各阶段下的团队规模。

3 研究结果

3.1 基金资助下学者研究方向变化

根据标准化的指标数据计算各维度下不同资助阶段指标的信息熵，通过信息熵计算出各维度下7个指标的权重[34-35]。根据权重值与各阶段学者的测算数据进行加权，获得3个阶段下学者的综合评分数据，即

本文通过熵权法计算7个指标的权重，结果如表2所示。其中，主题的凝聚性约占0.08，合作的持续性约占0.53，团队的稳定性约占0.39。显然，合作的持续性和团队的稳定性两个维度所占的权重更大。由此可以发现，在基金资助下科研人员研究方向的聚焦情况跟人与人之间的协同合作密不可分。

表2 各维度下指标的权重

根据得到的权重值与各阶段学者的测算数据进行加权，获得基金资助前、资助中、资助后3个阶段学者的综合评分数据，如表3所示。根据熵值法的特性，综合评分越高，说明表现越好，即学者的评分越高，说明研究方向表现得越聚焦。通过量化评分可以发现，学者们整体呈现评分不断升高的趋势。本文对基金资助前、资助中、资助后3个阶段学者的量化评分进行两两配对的T检验，检验不同资助阶段的研究方向的聚焦程度是否存在显著性差异。检验结果显示，第一阶段学者的评分均值为0.14，第二阶段为0.20，第三阶段为0.27；第一阶段和第二阶段、第二阶段和第三阶段、第一阶段和第三阶段的T检验P值均小于0.001，存在显著性差异，说明基金资助下学者们的研究方向整体显著聚焦。

表3 各阶段下部分学者的综合评分

3.2 基金资助下学者研究方向演变规律

通过观测3个阶段各学者的综合评分发现了6种变化趋势，分别为“逐渐聚焦”“缓慢-聚焦”“聚焦-稳定”“延迟聚焦”“聚焦-拓展”“广泛多样”。经统计分析，共有两类学者，即研究方向聚焦型学者和研究方向分散型学者。具体如表4所示。

表4 学者研究方向变化趋势情况

由表4可以看出，研究方向聚焦型学者总占比位95%，研究方向分散型学者总占比为5%。通过定量测算可以发现，综合评分最小值大于0，最大值小于1。其中，综合评分越趋于0，代表学者的研究方向越发散；综合评分越趋于1，代表学者的研究方向越聚焦。综合评分变化的最小单位设置为0.1，若变化大于0.1，则本文认为发生了明显的变化；若变化小于0.1，则本文认为变化不明显，即在折线上下波动不超过0.1的阈值范围内，认为变化趋势为平稳。在此基础上，本文对两类学者进行可视化分析。

第一种趋势：逐渐聚焦。如图2a所示，学者在3个阶段的综合评分越来越高，趋势呈直线上升，且从第一阶段到第二阶段再到第三阶段，折线的上升趋势均大于阈值0.1，聚焦趋势显著。第二种趋势：缓慢-聚焦。如图2b所示，学者在前两个阶段综合评分趋势较为平缓，第三阶段的趋势呈直线上升。从第一阶段到第二阶段，综合评分的变化小于0.1，说明学者在基金资助前的研究方向聚焦不明显并稳定发展；从第二阶段到第三阶段，综合评分陡然上升，说明学者在基金资助后研究方向开始深入聚焦。第三种趋势：聚焦-稳定。如图2c所示，学者在前两个阶段的综合评分趋势呈直线上升，第三阶段的趋势较为平缓。从第一阶段到第二阶段，综合评分呈现大于0.1的上升趋势，说明学者在基金资助前研究方向聚焦趋势明显；从第二阶段到第三阶段，综合评分在0.1范围内上下波动，说明学者在基金资助后研究方向已聚焦并稳定发展。第四种趋势：延迟聚焦。如图2d所示，学者在前两个阶段的综合评分趋势呈向下波动，第三阶段的趋势呈直线上升。从第一阶段到第二阶段，综合评分呈现小于0.1的下降趋势但在阈值范围内波动，说明学者在基金资助前研究方向聚焦趋势不明显且发展缓慢；从第二阶段到第三阶段，综合评分呈现大于0.1的上升趋势，说明学者在基金资助后研究方向逐渐聚焦并深入发展。

经分析，上述4种趋势均表明基金资助对学者研究方向具有聚焦的作用。学者在3个阶段的学术成长经历不同，基金资助聚焦作用的强度也不相同，主要表现为深入聚焦和稳定聚焦。

第五种趋势：聚焦-拓展。如图3a所示，学者在前两个阶段的综合评分趋势呈直线上升，第三阶段的趋势呈直线下降。从第一阶段到第二阶段，综合评分呈现大于0.1的上升趋势，说明学者在基金资助前研究方向逐渐聚焦；从第二阶段到第三阶段，综合评分呈现大于0.1的陡然下降且超出了0.1的阈值范围，说明学者在基金资助后研究方向最终呈现分散的趋势。第六种趋势：广泛多样。如图3b所示，学者综合评分整体表现出分散的趋势。这一趋势与基金资助对学者的研究方向具有聚焦的作用相反。

图3 分散型学者研究方向变化趋势

经分析，上述两种趋势表明基金资助对学者研究方向没有聚焦的作用。

3.3 影响学者研究方向波动变化的因素剖析

为进一步剖析影响学者研究方向波动变化的外在因素，本文通过追踪研究方向拓展型学者的成长履历，进一步探讨在基金资助下学者研究方向拓展的原因。

（1）机构调动或职务变化影响学者研究方向波动变化。基金资助后，因为机构调换或工作流动等因素影响了学者的研究方向，学者重新开始新的研究方向的探索研究。学者所属研究领域在不断演化，与其他学科发生了交叉融合。例如，学者5首次获得国家自然科学基金资助前，在美国的实验室从事相关领域的研究工作，研究内容比较广泛。首次获得自然科学基金资助期间，该学者开始将国家重大科研需求与自身研究工作相结合，主要研究燃料电池的关键催化技术。首次获得自然科学基金资助后，实现了化学和能源领域的交叉与融合，研制出了电/光催化材料等一系列新技术。可以看出，学者5的学科发生了不同领域交叉融合的演变[36]，从而出现了研究方向拓展的变化。

（2）学者所属的研究领域本身是应用科学，需要在多个研究方向进行深入探索。例如，学者53在首次获得国家自然科学基金资助前、资助中、资助后，一直在对临床研究中常见的近视干预、发生和诊治等进行系统的应用医学循证和评估，从近视领域的多个方向进行探索研究[37]。可以发现，该学者所属的研究领域本身是应用科学，需要在多个研究方向进行深入探索。

通过对上述两位学者履历信息的调研发现，发散型学者的研究方向会受到学科演变以及学科本身多样化发展等原因的影响，进而对学者研究方向聚焦的测算结果产生影响。

4 结论与建议

4.1 结 论

本文通过对杰出青年学者3个维度下的指标进行定量测算发现，基金资助对学者研究方向的影响主要表现为，基金资助下学者研究方向趋于聚焦。根据测算的3个维度，从学者自身角度来看，基金资助可以激发学者的创造力，促使学者的研究主题越来越凝聚。从学者的合作交流来看，基金资助可以激发科研人员的积极性；研究方向的专业化、细微化，要求科研人员通过加强合作交流的深度和广度，进而将从事相同方向研究的学者聚拢在一起。从学者的人才队伍角度来看，基金资助可以推动个体目标为组织目标服务，可以有效地稳定人才队伍。研究方向的不断深入，要求学者能够吸引各个院校的优秀人才，且具有把握研究方向的能力，进而增强团队凝结力。

此外，关于研究分散型学者的定量测算结果表明，在基金资助下，受其他因素的影响，学者会不断拓展研究方向。通过进一步追踪调查发现，学者机构调换或工作流动、学科本身具有多样化的属性、学科的演变等因素都会影响学者研究方向的变化。

4.2 建 议

为培养出具有国际竞争力水平的人才，各国均十分重视青年人才的成长规律。要培养具有国际竞争力的青年科技人才后备军，不仅要注重外在环境建设，更需要良好的内在激励驱动。当前，国家自然科学基金委员会基于科学问题属性将科研活动分为“鼓励探索、突出原创”“聚焦前沿、独辟蹊径”“需求牵引、突破瓶颈”“共性导向、交叉融通”4种不同类型[3]。通过对关键研究问题进行科学属性的选择，引导青年学者基于国家战略需求进行自身兴趣的探索，鼓励学者勇闯驱动创新的同时明确自己的研究方向。

稳定、持续的基金支持是引导学者不断深入研究的基础。国家自然科学基金根据基础研究人才的成长规律，设计了从初出茅庐的青年人才到领军人物，乃至高水平研究团队的人才项目资助链，为青年人才的成长提供了足够的发展空间。根据本文的调查研究，青年学者在首次获得国家自然科学基金资助后会在其研究方向上申请其他基金项目，并产出一定的科研成果，帮助学者进一步稳定或深入研究方向。对此，国家自然科学基金委员会可以在青年人才首次获得自然科学基金资助后持续追踪有相关成果的青年人才，主动加强基金资助，帮助青年人才在该方向进一步探索，突破创新。