我國工科學科入圍ESI世界前1的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、    我國工科學科入圍esi世界前1%的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    摘要：本文以我國工科入圍esi世界前1%的學科為研究對象，研究這些學科的機構(gòu)分布、學科分布以及相對排名分布等情況，以此檢視我國工科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。研究表明，我國大陸工科科研能力相對世界平均水平發(fā)展速度非常快；不僅國家重點建設高校的工科科研能力實現(xiàn)快速發(fā)展，非重點高校的工科科研水平也大幅提高；工科科研愈來愈注重科研質(zhì)量，質(zhì)量逐漸提高。但同時，我國大陸工科還存在不同學科之間發(fā)展不均衡，科研質(zhì)量偏低等問題。針對這些問題，本文為我國工科的進一步發(fā)展提出幾點思考和建議。關鍵詞：工科，esi前1%，學

2、科，相對排名基金項目：本文受上海市教育科學研究重點項目“上海市高校優(yōu)勢學科布局結(jié)構(gòu)與發(fā)展趨勢研究基于知識網(wǎng)絡視角的分析”(a1001)的資助。美國科學信息研究所(isi)的基本科學指標(essential science indicate，esi)數(shù)據(jù)庫由于統(tǒng)計結(jié)果全面、更新速度快，目前已經(jīng)成為科學評價的標桿數(shù)據(jù)庫1。esi數(shù)據(jù)庫包含國家、學科、機構(gòu)、期刊、科學家等若干個子數(shù)據(jù)庫，其中esi世界前1%學科數(shù)據(jù)庫在我國具有較大的影響力。esi數(shù)據(jù)庫根據(jù)全球各個科研機構(gòu)在過去十年里被sci和ssci數(shù)據(jù)庫收錄文獻的總被引頻次2，在22個學科領域?qū)λ锌蒲袡C構(gòu)進行排序，選取各學科領域內(nèi)論文總被引頻次

3、排列在前1%的機構(gòu)。目前，esi世界前1%學科已經(jīng)成為衡量學科國際發(fā)展水平的重要指標。本文以我國大陸工科的esi世界前1%學科為研究對象，從這些學科的國際發(fā)展水平視角來檢視我國工科的發(fā)展情況，分析目前存在的問題，明確科研管理改革方向，以期為我國工科進一步提高發(fā)展水平、增強國際競爭力和影響力提供科學依據(jù)。一、研究對象和研究方法1.研究對象。esi數(shù)據(jù)庫的22個學科領域中，屬于工科的學科領域共3個，分別是工程學、材料科學和計算機科學3。本文以大陸入圍上述3個學科領域的esi世界前1%學科為研究對象。2.數(shù)據(jù)來源。esi數(shù)據(jù)庫每兩個月更新一次，每次數(shù)據(jù)的統(tǒng)計時段為過去十年。本文選取了20062012

4、年期間5個時間點發(fā)布的數(shù)據(jù)，具體時間點和相應的esi數(shù)據(jù)統(tǒng)計時段如表1所示。研究表明2010年以后大陸工科入圍esi世界前1%的速度明顯提高。為了更客觀地反映2010年以后我國大陸工科入圍esi世界前1%學科的情況，觀測周期由2010年以前的2年/次縮短為1年/次。表1 數(shù)據(jù)發(fā)布時間點和相應的esi數(shù)據(jù)統(tǒng)計時間段數(shù)據(jù)發(fā)布時間點數(shù)據(jù)統(tǒng)計時段2006年1996年1月1日2006年6月30日2008年1998年1月1日2008年2月28日2010年2000年1月1日2010年6月30日2011年2001年1月1日2011年6月30日2012年2002年1月1日2012年10月31日3.研究指標。由于

5、不同學科領域的esi世界前1%學科數(shù)量差異較大，因此不同學科領域的機構(gòu)學科排名無法橫向比較。為了排除學科領域差異，使機構(gòu)學科排名在不同學科領域之間具有橫向可比性，本文采用了相對排名指標p。計算方式為：p越小，表明該機構(gòu)的學科排名越靠前；p=100%表示該機構(gòu)在入圍機構(gòu)中排最后一名。esi世界前1%學科有論文數(shù)量、論文總被引頻次和論文篇均被引頻次三種排名，本文相應地轉(zhuǎn)化為論文數(shù)量相對排名(p論文數(shù))、論文總被引頻次相對排名(p總被引頻次)和論文篇均被引頻次相對排名(p篇均被引頻次)。二、機構(gòu)分布情況1.入圍機構(gòu)數(shù)量。20062012年大陸入圍工科esi世界前1%學科的機構(gòu)(簡稱esi入圍機構(gòu))數(shù)

6、量顯著增加，占入圍機構(gòu)總數(shù)的比例持續(xù)擴大。圖1顯示了20062012年我國大陸工科esi入圍機構(gòu)數(shù)量及其占比的變化情況。從中可見，2006年大陸共有35個科研機構(gòu)入圍工科esi世界前1%，占工科esi入圍機構(gòu)總數(shù)的3.6%。2012年，入圍機構(gòu)總數(shù)達到78個，比2006年翻了一番；占工科esi入圍機構(gòu)總數(shù)的5.9%，比2006年提高2.3個百分點。工科esi入圍機構(gòu)數(shù)量的大幅增加以及占比的持續(xù)擴大表明我國工科科研整體水平在世界坐標中呈現(xiàn)上升的態(tài)勢。圖1 20062012年我國大陸工科esi入圍機構(gòu)數(shù)量及占入圍機構(gòu)總數(shù)的比例2.入圍機構(gòu)性質(zhì)。從入圍機構(gòu)性質(zhì)看，我國大陸擁有工科esi世界前1%學科

7、的機構(gòu)性質(zhì)單一：歷年入圍機構(gòu)中，除了中國科學院，其余全部是高校。以2012年為例，大陸工科入圍esi世界前1%的78個科研機構(gòu)中，有77個是高校。這表明，高校是我國工科科學研究的主力軍。我國工科領域的科研任務主要在高校以及中科院這兩類人才培養(yǎng)單位進行，而國有大中型企業(yè)的工科科研水平相對較低。在美日等發(fā)達國家，除高校外，不少企業(yè)也入圍esi世界前1%。可見，與國外相比，我國企業(yè)在工科領域的科研能力仍然較為薄弱，自主創(chuàng)新能力有待提高。3.入圍高校類型。大陸入圍工科esi世界前1%的高校類型從單一向多元化發(fā)展。2006年，大陸共有34所高校入圍工科esi世界前1%。按照是否是重點建設院校劃分，這34

8、所高校中有28所“985”高校，占入圍高校總量的82%(見表2)。從2008年開始，“211”高校(特指非“985”的“211”高校)加速入圍世界前1%：20062008年年均新增1所，而20082012年年均新增5所。2012年，大陸入圍高校中“211”高校達到29所，是2006年的5倍。非重點建設高校從2010年開始入圍工科世界前1%。至2012年，入圍高校中非重點建設高校達到14所；“985”高校、“211”高校和非重點建設高校的比例為2.4:2.1:1，入圍高校的類型趨向多元化。表2 20062012年我國工科入圍esi世界前1%的高校類型分類依據(jù)高校類型200620082010201

9、12012是否重點建設高?！?85工程”高校2829323334“211工程”高校68162229非重點建設高校004614高校所屬教育部2829374043其他部委57789地方1181325重點建設院校是入圍高校的主體。2012年，入圍的“985工程”高校和“211工程”高校數(shù)量之和達到63所，占入圍高校總數(shù)的82%。可見，我國十多年來建設世界一流大學和一流學科的工作在工科領域取得了顯著成效。除了重點建設高校工科得到快速發(fā)展之外，非重點高校也是我國工科建設的重要組成部分，近年來成為新增入圍高校的主體之一。從2010年開始，非重點建設院校開始入圍工科esi世界前1%。到2012年，入圍的非重

10、點建設高校達到14所，占我國工科esi入圍機構(gòu)總數(shù)的18%。按照高校所屬劃分，2006年，有28所教育部直屬高校入圍工科esi世界前1%，占入圍高?？偭康?2%。而2012年，這一比例降低到56%。入圍的地方高校增加至25所，占入圍機構(gòu)高?？倲?shù)的33%，比2006年增加了24所。4.機構(gòu)的入圍學科數(shù)量。工科涵蓋工程學、材料科學和計算機科學等3個學科領域。我國大陸絕大多數(shù)入圍機構(gòu)的入圍學科數(shù)量達到2個或以上。如圖2所示，2012年，3個工科學科全部入圍esi世界前1%的機構(gòu)共12個，占esi入圍機構(gòu)總數(shù)的15%；入圍2個學科的機構(gòu)共44個，占esi入圍機構(gòu)總數(shù)的56%。入圍學科數(shù)量達到2個以上的

11、機構(gòu)占我國esi入圍機構(gòu)總數(shù)的72%?？梢姡た瞥尸F(xiàn)同一研究機構(gòu)內(nèi)部不同學科協(xié)同發(fā)展的趨勢，這也是高水平工科研究機構(gòu)的共同特征。2012年，在工科esi總被引頻次世界排名前百的研究機構(gòu)中，93%的機構(gòu)入圍學科數(shù)達到2個或2個以上。圖2 20062012年我國大陸擁有工科esi世界前1%學科的機構(gòu)入圍學科數(shù)量分布三、學科分布情況1.入圍學科數(shù)量。20062012年我國大陸工科入圍esi世界前1%學科的數(shù)量和占世界esi入圍學科總數(shù)的比均保持快速增長的趨勢。從圖3可見，2006年大陸共有56個工科esi入圍學科，占世界esi入圍學科總數(shù)的3.2%。2012年，大陸工科esi入圍學科總數(shù)達到146個

12、，比2006年增加90個學科，增幅達到159%，年均增長率達17%；大陸esi入圍學科數(shù)占世界工科esi入圍學科總數(shù)的6.3%，比2006年提高3.1個百分點。圖3 20062012年我國大陸工科esi入圍學科數(shù)量及占世界入圍學科總數(shù)的比例2.入圍學科的學科分布。我國大陸工科esi入圍學科的學科分布不均衡，主要集中在工程學和材料科學，計算機學科的入圍學科數(shù)量較少。2012年，工程學、材料科學和計算機科學的入圍學科數(shù)比例為6:4:1。工程學是我國傳統(tǒng)學科，也是優(yōu)勢學科。2012年我國大陸工程學esi入圍學科總數(shù)達到78個(圖4)，占當年大陸工科esi入圍學科總數(shù)的53%；占世界工程學esi入圍學

13、科總數(shù)的6.2%。工程學也是我國工科esi入圍學科增量最集中的學科：2012年比2006年增加了49個esi入圍學科，占同時段我國工科新增esi入圍學科數(shù)的54%。圖4 20062012年我國大陸工科各學科的esi入圍學科數(shù)量材料科學作為新興學科，在我國獲得快速發(fā)展。2012年大陸材料科學領域的esi入圍學科數(shù)量為55個，占當年大陸工科esi入圍學科總數(shù)的38%；占該學科領域世界esi入圍學科總數(shù)的7.8%，比2006年提高3.3個百分點。與工程學相比，材料科學的入圍學科數(shù)量較少，但對本學科領域內(nèi)世界esi入圍學科總數(shù)的占比則比工程學高1.6個百分點。計算機科學是工科三個學科中整體水平最低的學

14、科，無論是入圍數(shù)量或是入圍增量，均與其他兩個工科學科呈現(xiàn)明顯差距?？梢姡覈た聘鲗W科的世界發(fā)展水平不均衡，計算機科學的世界相對發(fā)展水平遠低于工程學和材料科學。四、相對排名分布情況1.總被引頻次相對排名分布。為研究我國大陸工科esi入圍學科的總被引頻次相對排名，將總被引頻次相對排名指標(p總被引頻次)分為020%、2140%、4160%、6180%和81100%等5檔區(qū)間。統(tǒng)計各區(qū)間的入圍學科數(shù)量，形成我國大陸工科esi入圍學科總被引頻次相對排名的分布圖(圖5)。整體而言，目前我國工科esi入圍學科的總被引頻次相對排名由5檔區(qū)間均衡分布向排名靠前的學科占優(yōu)勢的格局轉(zhuǎn)變，相對排名分布結(jié)構(gòu)逐漸優(yōu)化

15、?？偙灰l次是學科影響力的重要指標。p總被引頻次值為020%表明該學科的學科影響力已經(jīng)達到世界先進水平。從圖5可以看出，大陸工科esi入圍學科中影響力達到世界先進水平的學科數(shù)量持續(xù)增加，比例明顯提升。2006，p總被引頻次值介于020%區(qū)間的學科僅有6個，占我國工科esi入圍學科總數(shù)的11%。至2012年，影響力達到世界先進水平的學科數(shù)量達到41個，相應比例提高到28%。每年新增的p總被引頻次值介于020%區(qū)間的學科數(shù)量明顯不同：20062011年五年中該區(qū)間學科數(shù)量共增加22個，平均每年增加4.4個；2012年則比2011年增加了13個，是過去五年平均水平的2.3倍。影響力達到世界先進水平的

16、學科數(shù)量在2012年大幅增加的主要原因是，首批“985”高校之外的“985”高校工程學學科和材料科學學科總被引頻次相對排名大幅提升。從學科分布上看，影響力已經(jīng)達到世界先進水平的學科以工程學和材料科學為主。p總被引頻次值為81100%表明該學科雖已經(jīng)入圍esi世界前1%，但影響力尚不高，距離世界先進水平仍然有較大差距。從圖5可以看出，p總被引頻次處于該區(qū)間的學科數(shù)量以2010年為界呈現(xiàn)不同的發(fā)展狀態(tài)：2010年以前，學科數(shù)量沒有增加，對esi入圍學科總數(shù)的占比降低；2010年以后，該區(qū)間的學科數(shù)量大幅增加，對esi入圍學科總數(shù)的比例明顯提升。至2012年，該區(qū)間的學科數(shù)達到29個，占我國工科es

17、i入圍學科總數(shù)的20%。2010年以后該區(qū)間學科數(shù)量大幅增加的原因是，2010年以后入圍工科esi世界前1%的非重點建設大幅增加，這些學校的入圍學科論文總被引頻次較少，學科影響力較低，在esi入圍學科中處于較低水平。圖5 20062012年大陸工科esi入圍學科的總被引頻次相對排名2.論文篇均被引頻次相對排名分布。從我國大陸工科esi入圍學科的篇均被引頻次相對排名(p篇均被引頻次)的分布圖(圖6)可以看出，大陸工科esi入圍學科的p篇均被引頻次整體仍然靠后。2012年，我國大陸146個esi入圍學科中，有82個學科的p篇均被引頻次集中在81100%這一區(qū)間，占esi入圍學科總數(shù)的56%。p篇均

18、被引頻次處于61100%區(qū)間的學科有115個，占esi入圍學科總數(shù)的79%。換而言之，五分之四的esi入圍學科，其篇均被引次數(shù)處于esi前1%學科的中下水平。學科篇均被引次數(shù)相對排名整體靠后，說明我國大陸工科esi入圍學科的科研質(zhì)量仍然比較低，與世界先進水平存在顯著差距。圖6 20062012年大陸工科esi入圍學科的篇均被引頻次相對排名從變化趨勢上看，我國工科esi入圍學科的篇均被引頻次相對排名結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)緩慢優(yōu)化的趨勢。2010年，首次有學科的p篇均被引頻次進入2140%區(qū)間，2012年首次有學科的p篇均被引頻次進入020%區(qū)間。五、結(jié)論和建議本文研究了我國工科學科入圍esi世界前1%的現(xiàn)狀與

19、發(fā)展趨勢。結(jié)果表明相對世界平均水平而言，我國大陸工科科研能力發(fā)展速度非?？?，表現(xiàn)在大陸工科的esi入圍機構(gòu)和esi入圍學科數(shù)量均隨時間快速增加，對世界esi入圍機構(gòu)和學科數(shù)的占比同步提高。不僅國家重點建設高校的工科科研能力實現(xiàn)快速發(fā)展，非重點建設高校的工科科研水平也同樣大幅提高。工科科研愈來愈注重科研質(zhì)量，科研質(zhì)量逐漸提高，esi入圍學科的總被引頻次和篇均被引頻次世界相對排名結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。但同時，我國工科發(fā)展還存在一些顯著的問題。工科的高水平科研集中在高校，而企業(yè)的工科科研水平則普遍較低。表現(xiàn)在我國工科的esi入圍機構(gòu)以高校為主，缺乏企業(yè)。工科不同學科之間發(fā)展不均衡，工程學和材料科學科研基礎好

20、，發(fā)展快，整體水平較高；而計算機科學科研水平則較低，在世界上比較落后。工科esi入圍學科的篇均被引次數(shù)排名相對靠后，說明客觀上工科的科研質(zhì)量在世界上仍然處于較低水平，能夠入圍esi世界前1%主要靠論文數(shù)量的累積。基于以上結(jié)果，我們提出如下建議：(1)提高企業(yè)在工科領域的研發(fā)能力。國外有很多企業(yè)入圍工科esi世界前1%，且排名位居前列。例如，ibm公司在工科三個學科領域均入圍esi世界前1%，其中計算機科學領域的論文被引用總頻次排名世界第8，材料科學和工程學的論文總被引頻次排名達到世界百強。入圍企業(yè)還包括微軟、英特爾、西門子、施樂等公司。相比之下，沒有任何中國大陸企業(yè)能夠入圍工科esi世界前1%?？梢姡m然“十五規(guī)劃”以來我國企業(yè)研發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力快速提升4，但與國外企業(yè)相比，我國企業(yè)在工科領域的研發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力仍然較薄弱。因此，需進一步加大我國企業(yè)研發(fā)投入，加強企業(yè)研發(fā)管理，提高產(chǎn)學研合作，著力增強我國企業(yè)的研發(fā)力量，提高企業(yè)自