基于CiteSpace的科技馆学术研究知识图谱分析
郭宗亮
(山东省创新战略研究院，山东 济南 250001)
[摘 要] 科技馆是实施科教兴国和人才强国战略、提高全民科学素质的重要科普基础设施。我国科技馆事业经过30多年的曲折发展已取得了巨大成就，科技馆数量大幅增加，观众人数逐年上升。科技馆学术研究状况如何，是目前科技馆管理者和学术研究者普遍关注的焦点问题之一。本文采取以定量分析为主的科学知识图谱方法,利用CiteSpace软件进行作者合作、机构合作、关键词共现等知识图谱分析，揭示目前国内科技馆学术研究的现状、热点和前沿，并提出意见和建议。
[关键词] CiteSpace 科技馆 学术研究 知识图谱
科技馆是实施科教兴国和人才强国战略、提高全民科学素质的重要科普基础设施[1-2]。我国科技馆事业经过30多年的曲折发展已取得了巨大成就，科技馆的数量大幅增加，展教水平明显提高，观众数量逐年上升，场馆公益性、普惠性不断增强[3]。科技馆的学术研究状况如何，是目前科技馆管理者和学术研究者普遍关注的焦点问题之一。马麒对1985—2015年CNKI收录的有关科技馆学术研究文献进行了梳理和描述性分析后发现：从纵向上比较，科技馆的学术研究取得了一定的成果，但从横向上比较，科技馆理论研究是落后的，还没有形成较为完整的理论体系[3]。本文拟采取以定量分析为主的科学知识图谱方法,利用CiteSpace软件进行作者合作、机构合作、关键词共现等知识图谱分析，揭示目前国内科技馆学术研究的现状、热点和前沿，并提出意见和建议。
一、研究工具与数据来源
研究工具为信息可视化软件CiteSpace。数据来源为中国知网收录的文献。由于我国对科技馆的称谓不尽相同，因此，本文以“科技馆”或“科学技术馆”或“科技博物馆”或“科学中心”为主题进行高级检索。为保证论文检索质量，来源类别选择“SCI来源期刊、EI来源期刊、核心期刊、CSSCI以及CSCD”。检索时间为2019年7月31日，共检索到1880篇文献，时间跨度为1992—2018年。剔除新闻、介绍、访谈、简讯、学术动态、消息、文摘、会议等不相关条目，最后共得到296篇论文，其中上述每条记录都包括题目、作者、机构、摘要、关键词等著录信息。进行数据转换后，得到知识图谱分析数据库。
SCION SQ四级杆气质联用仪美国布鲁克公司；75 μm CAR/PDMS固相微萃取针、57330U固相微萃取手柄美国Supelco公司；高效液相色谱仪、2998二极管阵列检测器美国Waters公司；MINI4-UV实验室纯水机科尔顿中国有限公司；TDZ5-WS高速离心机长沙平凡仪器仪表有限公司。
从时间序列角度对科技馆研究领域的文献数量进行分析,可直观反映该领域随时间的发展情况,帮助学者从整体上把握目前国内学者研究的现状。本文统计的296篇相关文献的发表时间分布情况如图1所示。从文献总量来看，从1992年开始至2008年，文献数量一直处于缓慢增长的状态,2009年文献数量较快增长，随后文献数量呈波动状态。
长庆石化公司信息门户自2003年建设应用以来，发挥了重要作用。随着信息技术进步和门户系统深入应用，为更好地适应集团公司信息化从集中建设向集成应用发展需要，门户升级工作必不可少。在其升级过程中，新老技术的更替成为此次门户升级的关键。
图1 科技馆文献数量的发表时间分布
二、结果与发现
(一)关键词分析
关键词是一篇文献的核心和精髓，是作者对论文主题的高度提炼和概括，高频关键词有助于考察一个学科领域的研究热点和前沿[4]。通过观察关键词频次的变化，可以分析得出各阶段的研究热点和重要主题[4]。
当两个或多个关键词同时出现于一篇文献中时，这种现象被称为关键词共现。通过关键词共现次数可以来测度关键词间的亲属关系[5]。通过CiteSpace生成关键词共现知识图谱，见图2。图2中共有46个节点，50条连线。一个节点代表一个关键词，节点越大，表明该关键词出现的频率越高。节点之间有连线，表明关键词之间有共现关系，连线越多，表明两个关键词共现次数越多，连线越粗，表明两个关键词共现程度越强。节点和连线颜色的明暗变化，表明关键词出现年份的不同。
1.关键词共现分析
图2 科技馆研究关键词共现的知识图谱
图4中共有33个节点，20条连线。从全局看，该合作网络的密度为0.0379，远小于0.5，所有研究者间的合作较为松散；但从局部看，张季超、易和、王可怡等学者的节点大，在研究者间充当研究桥梁的作用，已经形成研究团队。张季超、许勇、王可怡等来自广州大学，易和来自广东科学中心。
通过CiteSpace生成关键词聚类知识图谱，共得到3个关键词聚类标签，即“科技馆”“文化机构”“广东科学中心”。在关键词聚类知识图谱的基础上，可以得到关键词共现网络聚类表，根据对关键词共现网络聚类表的分析，可以将科技馆研究领域的内容分为以下几个方面。
蒋春猪说，平时，你一点看不出秀容月明是元帅，他和士兵吃一样的饭，睡一样的席子，天热了，就把上衣脱了，手朝胳肢窝一掏，就掏出一把黑灰，天冷了，士兵们在洗脚，他见了，就坐下来，把脚也伸进去。
表1 频次排名前10位的高频关键词
通过CiteSpace生成机构合作知识图谱，见图3。图3中共有17个节点，7条连线。节点的大小代表了机构发文量的多少，发文量较多的研究机构节点较大且标签字体较大。节点之间连线的粗细代表了机构间合作关系的强弱。
关键词突现度可以反映一段时间内影响力较大的研究领域。关键词共现图谱配合突现词可以更有利于人们分析研究热点和热点的演变[7]。在对1992—2018年科技馆文献关键词分析中，共得到2个突现词，依次为“广东科学中心”“科技博物馆”，详见表2。这与图2所反映的情况基本一致。
表2 2009-2018年近十年科技馆突现关键词
3.关键词聚类分析
利用CiteSpace软件中的关键词共现统计功能，列出科技馆研究领域排名前10位的高频关键词，见表1。统计结果显示，“科技馆”“博物馆”“广东科学中心”“科技博物馆”等关键词出现频次最多，“科学传播”等关键词首次出现时间较晚，是近年来科技馆研究领域的热点。
杜一朵删除了短信。她和大林的婚姻迫于无奈。她结束了前一段轰轰烈烈的感情，带着肚子里的孩子同意了大林的求婚。大林并不知情。7个月后，孩子出生，陈大林下了夜班赶往医院。孩子早产。她这样告诉大林。大林要的是母女平安。大林幸福地做了父亲。大林尽心于屋檐下的三口之家。她看出大林内心的苦。大林那方面有问题，很难真正地打成一次牌。每次真的就是游戏一次，大林也很尽责，除了最后一步外，卖力地扮演着丈夫的所有劳动姿态。他甚至给予杜一朵最大的自由。杜一朵可以不做家务，杜一朵可以彻夜外出打牌。杜一朵的生活可以无拘无束。
(1)对科技馆自身基础建设的研究。共现标识词有：预应力、外装修、岩土工程、防火、防风、隔震、灾害防护、动力排水固结法、风洞试验、钢框架、风荷载、公共空间、软土地基、巨型结构、节点试验、奥运场馆、风振系数、节点设计。科技馆建设一般包括基础建设和内容建设两个阶段。各地政府对科技馆建设一般较为重视，许多地区的科技馆建设作为重点工程项目纳入当地经济社会发展规划。科技馆建成后作为当地的形象和标志性建筑。因此，科技馆基础建设方面的研究受到建筑学领域学者的广泛关注。
(2)对科技馆内容建设和运行管理的研究。共现标识词有：展品、影厅、放映系统、影城、电影院、影片、科普创作、科学传播、非正式学习、免费开放、科技史料、档案史料。影厅(包括球幕影院、4D影院、科普放映厅)作为现代科技馆发挥科普效能的重要载体，在科技馆发展的早期阶段，受到了学者们广泛关注。
(3)对科技馆性质研究。共现标识词有：科学素养、科技类博物馆、科学技术馆、权利主体、事业、民族、科普事业、科普场馆、文化机构、主管部门。科技馆作为重要的基础科普设施，对提高公众的基本科学素养具有重要的作用，对科技馆性质和作用的研究和探索具有非常深远的意义。
(二)机构合作分析
通过CiteSpace软件生成科技馆研究作者合作的知识图谱，见图4。节点大小代表该作者发文量的多少，节点之间连线的粗细代表机构间合作关系的强弱。
无论是开腹手术还是微创手术，多数文献保留神经的手术采用的路径是，先解剖下腹下神经，然后寻找盆神经丛，上述结构解剖清楚后，保留盆神经丛的膀胱支。该方法的优点是直视神经，利于教学，但问题是盆神经丛呈鹰爪型，细小与纤维组织很难区分，且与盆静脉丛纵横交错，一旦静脉出血，手术将无法进行[21]。复旦大学上海医学院张志毅教授[22]20世纪80年代发明了输尿管鞘膜内解剖输尿管方法用于妇科的盆腔手术，使复杂的盆腔手术化繁为简。
2.关键词突现分析
发挥地质调查技术优势 推进土地管理服务支撑体系建设（董岩翔） ...........................................................12-42
从图3可以看出，浙江省科技馆、广州大学土木工程学院、中国科学技术馆等单位节点较大，说明发文量较多。广州大学土木工程学院、广东科学中心、广东建筑科学研究院等单位间连线较粗，说明合作较为紧密；中国科学技术馆和中国科学院文献情报中心间连线较粗，说明这两个单位间有较为密切的合作。
图3 科技馆机构合作的知识图谱
通过CiteSpace图谱列举出发文量排名前10位的单位，见表3。从表3可以看出，浙江省科技馆、中国科学技术馆、广东科学中心、上海科技馆共发文45篇，广州大学土木工程学院、广东省建筑科学研究院等单位共发文35篇，说明国家级和省级科技馆是学术研究的主要力量，并取得了一定的学术成果。
表3 科技馆研究机构的发文量(前10位)
(三)作者合作分析
发文作者是科学研究的主体，通过对发文作者及其合作网络的结构特征进行分析，可以反映出该领域的核心作者群及其合作关系[9]。
Ⅰ类海风锋的7个例合成地面要素1 000 hPa场如图5a所示。由图5a可见,海风沿气压梯度自海上垂直于海岸线吹向内陆,由于海陆热力差异作用,海风锋温度密集带基本与海岸线平行,苏南沿海和苏北海州湾沿岸的温度锋区更显著,流场与锋面相交,海风驱动锋区向内陆推进;此外苏南有一个明显的气旋式环流,有利于此处锋区的加强和气流的辐合。等风速线显示,沿海最大的风速中心在苏中沿岸,大约5 m·s-1,海风登陆,地形摩擦效应,风速自海上向岸减弱,形成沿岸低层风速辐合区。在与江苏交界的安徽中部,有一个鞍形场,显示了多系统环流。
机构合作是指在一篇论文中同时出现不同的机构，那么我们就认为它存在合作关系[5]。作者之间以及研究机构之间的合作往往暗含着学术共同体的演化脉络，通过对科技馆研究的合作分析，可以有助于明晰该领域的核心研究团队和科研规模，更好把控该领域的研究热点及研究前沿走向[8]。
从图2可以看出，“科技馆”节点最大，是关键节点，“博物馆”“科技博物馆”“广东科学中心”等节点相对较大，这些关键词是一段时间内学者关注的热点；关键词“科技馆”与“日本”“展品”“影厅”连线较粗，表明学者对日本的科技馆较为关注，展品和影厅是科技馆功能发挥的重要载体，也受到学者的广泛关注；关键词“节能”与“绿色建筑”连线较粗，颜色较为明亮，说明近年来学者在科技馆基础建设过程中更加注重绿色节能环保的理念；“科学教育”“科技馆体系”“科学中心”等节点分布在周围，它揭示了研究的前沿和热点[6]。
兰州石化认真落实从严管党治党的要求，牢固树立“党的一切工作到支部”思想。公司党委坚持“抓书记、书记抓”，选拔能力强、作风硬的干部担任党支部书记，带动党支部科学化、规范化运行。
图4 科技馆作者合作的知识图谱
另外，该领域存在两个3人合作的研究团队，如管志忠-葛家琪-张曼生团队，他们来自中国航空规划建设发展有限公司；刘建飞-刘晗-郁银泉团队，他们来自中国建筑标准设计研究院。图谱中存在3个两个节点连线，例如早期研究者钟麟强与腾裕珠，他们来自上海建筑设计研究院；韩庆华与刘锡良，他们来自天津大学。
通过CiteSpace图谱列举出发文量排名前10位的作者，见表4。
对比表4和表3发现，建筑学领域的高频作者和机构间基本一致，科技馆领域的高频作者和机构间差别比较大，表4中鲜有科技馆机构的学者出现，说明建筑学领域的学者合作较为紧密，而科技馆等机构的学者虽然在该领域已经形成一定规模的研究群体，但是彼此之间合作较为松散；科技馆与建筑学领域的学者合作较少。长期来看，这不利于科技馆学术研究的可持续发展。
表4 科技馆研究作者的发文量(前10位)
三、研究结论与展望
(一)研究结论
本文以1992—2018年296篇CNKI论文作为数据基础，以可视化软件CiteSpace为研究手段，对科技馆研究领域的文献资料进行了文献数量分析、关键词共现分析、机构合作分析、作者合作分析。结果发现，(1)从发文时间来看，自1992年开始至2008年，科技馆领域的研究文献数量一直处于缓慢增长的状态,2009年文献数量增长较快，随后文献数量呈波动状态。(2)从关键词共现图谱来看，“科技场馆”“科学传播”“科技馆体系”“创新”“信息服务”“科学教育”“科学中心”等关键词是学者关注的热点和前沿。(3)从作者合作网络来看，建筑学领域的学者合作较为紧密，而科技馆等机构的学者虽然在该领域已经形成一定规模的研究群体，但是彼此之间合作较为松散。(4)从发文机构来看，科技馆是学术研究的主力，并取得了一定的学术成果。从机构合作来看，建筑学领域的学者间合作较为紧密，科技馆等机构的学者合作较为松散。需要说明的是，本文从文献计量学的视角对科技馆领域进行分析具有一定的客观性；但是，由于本文分析时的数据库来源类别选择“SCI来源期刊、EI来源期刊、核心期刊、CSSCI以及CSCD”，难免会漏掉部分论文，后续需要加强对科技馆同行论文的分析和研究。
(二)研究展望
随着我国科技馆步入免费开放时代，公众对科技馆的关注度越来越高。科技馆的发展面临新的机遇和挑战，未来需要我们关注以下几个方面的研究。
第一，基于教育理论的科技馆教育活动的研究。2015年，中国科协、中宣部、财政部下发《关于全国科技馆免费开放的通知》，在此政策的推动下，截至2016年，科协系统共有123座符合免费开放条件的科技馆实行了免费开放[10]。以山东省科技馆为例，免费开放后，科技馆参观观众的结构发生了较大变化，免费开放前是以青少年为主，免费开放后成年人比重大大增加；免费开放后，观众的需求也发生了较大变化，观众越来越不满足于传统的走走看看，简单的动手操作和观看科学演示，观众更希望深度参与科普互动，更希望科技馆能够推出基于科技馆自身特点的，符合教育规律的、有深度的科普教育活动。因此，大学、科研院所等单位的专家学者应加强基于教育理论的教育活动实践研究，更好地满足公众科普需求。
第二，开展科技馆课程体系建设研究。2017年，全新版的《小学科学课程标准》发布，小学一、二年级被纳入科学教育的范围。同年，教育部发布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》提出，中小学综合实践活动课程是义务教育和普通高中课程方案规定的必修课程,与学科课程并列设置，从小学到高中，各年级全面实施，所有学生都要学习，都要参加。科技馆依靠自身独特的资源优势越来越受到中小学生的青睐。但是，由于科技馆涉及的学科门类较为宽泛，相关课程体系还不够完善，不能有效地与中小学的科学课程形成精准匹配，不能更好地满足中小学生的参观需求。因此，需要科技馆工作者与教育领域的专家学者加强合作，共同开发具有科技馆特色的，与中小学科学课程形成有效衔接和互补的科技馆特色课程体系，不断提升科技馆的综合服务能力和水平。
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[中图分类号] G322. 2
[文献标识码] A
[文章编号] 1001-9596( 2019) 09-0050-07
标签：citespace论文; 科技馆论文; 学术研究论文; 知识图谱论文; 山东省创新战略研究院论文;