基于科研产出对科研活动进行测度，是评估国家科研水平的重要视角。科学论文是科研产出的主要形式，也是文献计量分析方法进行科研产出分析的主要依据。本文以汤森路透集团发布的Web of Science （WoS）数据库为数据源，将中国科学产出评估的分析视角定位于科研规模与科研效率两个方面，揭示中国科学近五年的整体发展态势。

 

“中国科学五年产出评估”指标体系

 

由于本文的分析依据为SCI论文，所以在科研产出的范畴内定义了科研规模、科研效率的内涵：

 

1. 科研规模

 

科研规模指以数量为基础来描述科学研究活动的体量。本文科研规模的分析基于SCI论文、引文和重要成果三个方面，即SCI论文的产出量、SCI论文获得的被引用数量、重要成果的产出数量。

 

2. 科研效率

 

通常意义上的效率指标与人力、物力的投入及其相应产出有关。由于难以获得科研人员、经费投入与科研产出的关联数据，本文将效率的内涵限定在科研产出的范畴内。将发表SCI论文视为“投入”，投入后产生的效果为“产出”。例如，对于既定的国家而言，发表SCI论文中包含的重要成果可以视为投入SCI论文后产生的成效。基于以上思考，本文从SCI论文的产出效率、影响力效率和重要成果效率三个方面设计了相应的效率指标。

 

根据科研规模、科研效率的内涵，基于SCI论文、引文及重要成果3个维度，本文设计了6个指标解读中国科学的具体表现。此外，报告还将6个指标汇总为规模指数和效率指数2个综合指标，用以描述中国在两种视角下的整体表现。

 

 

 

图1　“中国科学五年产出评估”指标体系

 

全文包括：整体评估、科研规模评估、科研效率评估、指标贡献力评估和结语五部分。本文仅节选其中“三、科研效率评估”部分以飨读者。

 

三、科研效率评估

 

1. 产出效率

 

图6展示了中国、美国的学科相对产出效率。观察中国各学科的指标得分可以看出：22个学科中只有4个学科的指标得分大于1，产出效率高于世界平均水平。其中，兽医学、农林渔业2个研究规模较小的学科的相对产出效率最高，指标得分接近2。除上述两个学科外，化学工程、环境生物技术、机械工程等工程类学科的相对产出效率指标得分接近或超过1，位于各学科的前列。生命科学相关学科的相对产出效率相对较低，基础医学、临床医学、生物学等学科的指标得分均不足0.3 （图6）。同期，除兽医学外，美国其他学科的相对产出效率均高于1。

 

前文的分析中提到，在成果产出规模方面，工程类学科是中国的优势学科，而生命科学相关学科则表现相对弱势。各学科相对产出效率指标的分析表明，优势学科不仅具有较强的成果产出能力，在产出效率方面也同样表现出色，而“弱势”学科则无论在产出能力和产出效率上都有提升的空间。

 

 

 

图6  2014年中国、美国的学科相对产出效率

 

国家产出效率指数是各学科层面的相对产出效率指标的汇总，表8列出了2010~2014年样本国家/地区得分。从表8可以明显看出，美国等科技强国的产出指标得分明显高于以中国为代表的新兴科技国家。前一类型国家的得分在20~40，而后者基本在15以下。在科技强国中，瑞士以45分高居榜首。美国得分44分，略低于瑞士，以较大优势领先于其他国家（33分以下）位列第二。中国5年间的产出效率指数大体在15左右，2014年这一得分是新兴科技国家中最高的，但以较大劣势落后于科技强国，位于世界排名的第13位（表6）。

 

表6  2010~2014年样本国家/地区产出效率指数

 

 

注：样本国家/地区按照2014年数据排序，全文同。

 

2. 影响力效率

 

相对影响力效率指标旨在消除研究规模对影响力规模指标的影响。图7展示了中国、美国的学科相对影响力效率。从图7可以看出，中国工程类学科的影响力效率高于世界平均水平，领先于其他学科。其中，医学工程、土木工程和环境工程3个学科的相对影响力效率指标得分分别为1.37、1.27和1.24，位列全部学科的前三位。生物学、基础医学等生命科学领域学科的相对影响力效率指标得分则普遍偏低，在0.7~0.8，这些学科的相对影响力尚未达到世界平均水平。在国家的横向比较中可以看出，美国绝大多数学科的相对影响力效率指标得分在1~1.5之间，均高于世界基线，学科之间的得分差异不大（图7）。

 

 

 

图7  2014年中国、美国的学科相对影响力效率

 

国家影响力效率指数是各学科相对影响力效率指标的汇总。2010~2014年，瑞士、美国、荷兰三个国家的影响力效率指数得分都始终保持在30以上，位列排行榜的前三位。中国5年间的影响力效率指标指数稳步上升，2014年达到23.07，位列样本国家/地区的第10位。这一指标得分不能与“三甲”国家相媲美，但与法国、德国等科技强国仅有微弱的差距。其余新兴科技国家的指标得分均未超过20。与新兴科技国家相比，中国具有领先优势（表7）。

 

表7  2010~2014年样本国家/地区影响力效率指数

 

 

 

 

3. 重要成果产出效率

 

由于通讯作者通常在科研成果的产生过程中发挥着关键作用，我们将通讯作者论文的占比作为测度重要成果产出效率的基本指标，旨在评估各国在重要成果产生中占据主导地位的程度。图8列出了部分科技强国与新兴科技国家通讯作者的贡献率。可以看出，化学工程是中国唯一指标得分等于1的学科，其余学科的得分均在1以下。

 

 

 

图8  2014年中国、美国的学科通讯作者贡献率

 

这说明在中国几乎所有的学科中，重要成果的通讯作者论文份额均低于全部论文的这一份额，表明中国在各学科重要成果中的主导程度不及全部论文。除化学工程外，环境科学技术、农业相关学科、土木工程的重要成果贡献率均接近1，领先于其他学科。基础医学、生物学的指标得分均不足0.6，揭示出中国科研人员在生命科学领域学科重要成果中的主导作用较弱（图8）。

 

与中国相比，美国的22个学科中，仅有6个学科的通讯作者贡献率不足1，多数学科的科研人员在重要成果中发挥了主导作用。除美国外的其余科技强国中，均有7~10个学科的贡献率高于1，这些学科主要集中在在土木工程、电器与电子工程、环境生物技术等工程类学科（图8）。

 

汇总各学科通讯作者贡献率形成的重要成果效率指数揭示了各国重要成果的产出效率。2014年，以美国为代表的科技强国的得分（大多大于20）普遍高于中国等新兴科技国家（12~19）。美国、荷兰和瑞士的指标得分最高，位列排行榜的前3位。中国的重要成果效率指数为18.81，高于其他新兴科技国家，排名世界第11位。从贡献率得分的变化来看，2010~2014年，样本国家/地区的重要成果效率指数基本保持稳定（表8）。

 

表8  2010~2014年样本国家/地区重要成果产出效率指数

 

 

 

从科学活动的规律看，科研效率的提升较之研究规模增长更为困难，研究规模扩张可以在短期内通过加大投入力度取得显著成效，而科研效率的提升则取决于科研底蕴、科研环境和科研基础等多种因素。对于新兴科技国家而言，效率滞后于规模可能是必经之路。并且对于产出大国来说，产出规模增长也难以平均地转化为效率增长。但是，在当前国家科研竞争力主要来自科研规模增长的背景下，中国科学界要关注科研效率的提升，加强对科技前沿和影响全球发展的重大问题的原创性、突破性研究，推进科研增长的可持续发展，进一步提高中国科学的影响力和竞争力。

 

 

 

本文由刘四旦节选自中国科学院编《2016科学发展报告》一书，岳婷、杨立英、丁洁兰、孙海荣、陈福佑、童嗣超、翟琰琦《中国科学五年产出评估——基于WoS数据库论文的统计分析（2010~2014年）》一文，标题为编者所加。