仿真技术的文献计量学研究

仿真技术的文献计量学研究

【摘要】以中国知网(CNKI)、万方数据、重庆维普三大中文全文数据库收录的全国24所中医药院校在2011—2021年发表的689篇虚拟仿真相关期刊论文为分析样本,旨在对虚拟仿真技术在中医药院校的应用现状和发展进行介绍和探讨。文章借助Excel、NoteExpress文献统计软件、RStudio云图制作等软件对文献进行数据提取,并制作图表,进而从文献产量、质量、内容、应用领域四个方面进行综合阐述和评价。结果表明:近十年,各中医药院校虚拟仿真相关论文数量增长迅速,但论文质量不高;研究热点内容多集中在虚拟实验教学、虚拟筛选、分子对接等方面,且虚拟仿真技术已逐渐渗透到中医药领域的各个方面。最后就此次文献研究中发现的虚拟仿真技术在院校间的发展存在差距,学科发展不均衡,期刊质量有待提高等问题提出建议和方向。

【关键词】中医药院校;虚拟仿真;文献计量学

虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上,将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物。该技术发展可追溯到20世纪80年代,最初被美国军方用于对飞行员和宇航员的模拟训练。随着社会不断进步和科技的不断创新,虚拟仿真技术逐渐转向民用,并逐渐应用于教育、医疗、工业、科技、交通等领域[1]。近年来,国外高校在教学中应用虚拟仿真技术方面取得了巨大成果。中国为加快推进信息技术与高校实验教学的融合,不断强化优质实验教学资源的开发与应用,从2010年开始,国务院和教育部出台了一系列相关政策,大力提倡高校建立虚拟仿真实验中心。2014年教育部批准了100个部级虚拟仿真实验教学中心。2017—2020年,教育部开展普通本科高等院校示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作。为贯彻落实国务院《中医药发展战略规划纲要(2016—2030年)》[2],中医药虚拟仿真技术的开发也正在大力开展,虚拟仿真技术在中医药领域的发展与崛起也为中医药院校带来前所未有的机遇与挑战。近些年,中医药高校在学校的建设中,已将虚拟仿真技术广泛应用于中医理论、中药、中医诊治、中医教育及中医药健康服务产业等领域[3]。当前,中国的院校教育是高等教育的主体,是学术成果、论文产出的重要基地。文献作为科研产出的主要形式,其数量和质量能从侧面反映出该领域的研究水平和最新进展[4]。在2011—2021年十年间,中医药院校的虚拟实训平台建设情况如何?该研究基于文献计量学的方法,对全国24所中医药院校2011—2021年所发表的论文情况进行分析,以期为中医药院校学科建设和传统医学发展提供参考。

1资料来源与研究方法

该研究以中国知网(CNKI)、万方数据、重庆维普三大中文全文数据库为数据来源,以全国独立法人建制的24所高等本科中医药院校为检索对象,其名称如下(以首个汉字拼音排序):安徽中医药大学、北京中医药大学、成都中医药大学、福建中医药大学、甘肃中医药大学、广西中医药大学、广州中医药大学、贵州中医药大学、河北中医学院、河南中医药大学、黑龙江中医药大学、湖北中医药大学、湖南中医药大学、江西中医药大学、辽宁中医药大学、南京中医药大学、山东中医药大学、山西中医药大学、陕西中医药大学、上海中医药大学、天津中医药大学、云南中医药大学、长春中医药大学、浙江中医药大学;选择数据范围为期刊论文;选择时间范围为2011—2021年;以“虚拟+中医药”为主题词检索虚拟仿真平台建设的相关文献,然后查看题目、摘要、确定文献是否符合入选标准,如不能确定,则查看内容并进行综合分析筛选;只纳入第一作者或通信作者的论文为该校论文;用Excel软件,借助Note-Express文献整理工具和RStudio云图制作软件对筛选出的文献进行文献产量、文献质量、文献内容和应用领域的图表分析与结果研究。

2图表分析与结果研究

2.1文献产量分析。共筛查到全国24所中医药院校2011—2021年虚拟仿真相关期刊论文689篇,利用Excel软件对筛选出的论文按照年份进行统计归纳,生成折线图(如图1所示)。从图1可以看出,从2011年到2021年,全国24所中医药院校有关虚拟仿真方面的文献量总体是增加的;随着2014年教育部对部级虚拟仿真实验教学中心建设的投入,自2014年开始虚拟仿真相关文献的数量出现明显增长,且在2015年后增速明显;2016—2019年间发文量略有下降但保持稳定状态;2019之后增速明显,这种增速很大一部分因素是源于国家和教育部对虚拟仿真项目的更加重视[5]。该研究对各中医药院校的发文量进行进一步筛选统计,发现发文量位列前五的是北京中医药大学(64篇)、南京中医药大学(57篇)、山东中医药大学(50篇)、广州中医药大学(48篇)和上海中医药大学(42篇),其中北京中医药大学发表相关文献最多(如表1所示)。这5所院校也是国家最早兴建的中医药高等院校,具有良好的学术声望和优质的科研资源[6],近些年在虚拟仿真平台建设方面也走在全国中医药院校的前列。从表1不难看出,单就发文量来说,各院校间存在明显差异,这也从侧面反映了各院校虚拟仿真技术的各项投入和建设情况的差异,位于东部地区包括北京、上海、广州、山东等省份地理位置优越、科教规模大的中医药大学,其虚拟资源的投入和论文析出情况均优于其他地区院校。

2.2文献质量分析。文献质量的评价标准以是否刊载在核心期刊、影响因子、篇均被引频次、有无基金支持为例说明。一般期刊和核心期刊文献的参考价值是不同的,核心期刊文献的质量相对会更高,尤其是影响因子高的核心期刊,比较能够代表学科研究的发展水平,更能够受到专家学者认可,有较为准确的科学性和应用性[4,7]。文献统计结果显示,CSTPCD核心期刊发文220篇,北大核心期刊发文99篇,CSSCI期刊发文9篇,EI期刊发文2篇,SCI发文2篇。因有的期刊是几种核心的组合,例如《中医杂志》既是CST-PCD期刊,又是北大核心期刊。为避免重复统计,借助NoteExpress文献整理工具进行了查重筛选,最终筛选出核心期刊(包括CSTPCD、北大核心、CSSCI、EI、SCI)十年间的发文量共计233篇,总占比33.8%。在众多期刊中,将载文量大于10的12个期刊进行了统计(如表2所示),其中4个是核心期刊,总载文量为69篇,占比为10%(69/689)。从表2可以看出,载文量大于10的12个期刊中只有《中国中药杂志》和《中草药》的2021年复合影响因子较高(>3)。统计显示,北京中医药大学在《中国中药杂志》上发文量为19篇,占该杂志总发文量的67.9%。从上述数据可以看出,全国中医药院校近十年有关虚拟仿真的核心文献量偏少;虽然这12个期刊中教育类期刊有4个,但都不是核心期刊,且论文整体以综述为主,主要以整理前人经验、系统综述和Meta分析的论文为主。影响因子是以论文的引用与被引用的数量关系为基础,反映期刊整体被引情况的指标[8]。论文平均影响因子为10年内平均每篇论文影响因子,期刊的影响因子数值均参考中国知网(CNKI)公示的(2021)复合影响因子。表1显示,北京中医药大学(1.76)、南京中医药大学(1.38)、山东中医药大学(1.25)、江西中医药大学(1.22)和广州中医药大学(1.12)分列平均影响因子前5名。被引频次是反映学术影响力总量的指标,指该篇论文被其他论文当做参考文献的次数[9-10],篇均被引频次为10年内平均每篇论文被引频次。表1显示,山东中医药大学(8.16)、河北中医学院(8.06)、南京中医药大学(7.28)、湖南中医药大学(7.22)和北京中医药大学(6.51)分列篇均被引频次前5名。有无基金项目支持作为判断论文创新性的依据之一,可以从侧面反映出论文质量情况[11]。在所筛选出的文献中,基金项目析出论文为180余篇,占比总文献量的26.12%。其中,国家自然科学基金析出113篇,占比基金项目析出论文量的62.78%。

2.3文献内容分析。借助NoteExpress文献整理工具对这689篇文献进行内容的分类筛选,按照文献内容不同分为四类:实验教学与基础教学、科研与临床、现状分析与应用评价,以及设计开发与平台建设;并统计每一类文献的文献量,结果如图2所示。数据统计显示:关于实验教学和基础教学的论文有209篇,占比30.33%,占比最多,且进一步分类统计显示,在教学类文献中有2/3是实验教学方面的,这一点在图4中得到了有力印证;科研与临床方面的论文为185篇,占比26.85%;现状分析与应用评价方向的论文为155篇,占比22.50%;设计开发与平台建设的论文为140篇,占比20.32%。四类文献近十年的走势如图3所示,各类文献的走势图与图1多有类似,都是2014年后文献量增长显著,在2015年和2019年出现明显增速,且基础教学与实验教学类文献在2019年之后的增速最为明显。文献的关键词是核心内容的提炼浓缩,关键词词频能够反映出该领域的研究热点和受重视程度[12]。用NoteExpress进行689篇文献关键词词频统计,借助RStudio云图制作软件做出关键词云图(如图4所示)。图4显示,高共性词频为虚拟仿真、实验教学、分子对接、虚拟筛选、脑卒中、教学改革、教学模式、网络药理学、虚拟实验室等。另外,在教学领域的虚拟仿真技术偏重于实验教学。虚拟仿真实验教学模式实现了教学实践与信息技术的融合,已成为当今高等学校实验教学重要的教学工具之一[13-16];而虚拟仿真技术在科研领域的研究热点多是在虚拟筛选、分子对接上。基于分子对接的虚拟筛选技术作为新型药物研究领域的一项重要辅助方法,在研究药物与机体标靶的作用机制和新型药品研发过程中发挥着极其重要的作用[17-18]。近几年,临床领域的研究热点是脑卒中,脑卒中常导致人体多方面功能障碍,包括运动障碍、认知障碍和言语障碍,严重影响患者的日常生活能力。传统的康复治疗往往需要耗费大量的人力和金钱,效率低下,过程枯燥乏味,不利于患者的长期康复。虚拟技术作为近年来发展迅速的新兴康复治疗手段,能够很好地解决上述问题[19]。

2.4应用领域研究。在进一步的应用领域研究中,研究者借助Note-Express对统计文献进行关键词词频提取,借助RStu-dio云图制作软件做出关键词云图(如图5所示),可以看出虚拟仿真技术已逐渐渗透到中医药领域的各个方面,涵盖中药学、人体解剖学、机能学、生理学、病理学、药理学、诊断学、分子生物、生物化学、形态和组织学等教学、科研及临床的各个方面[20]。有些应用处于深入应用阶段,例如:现阶段的中药学虚拟仿真教学体系涵盖了中药资源与辨识、中药炮制与制药、中药质量评价、中药药效与安全性评价等几个方面[21-23],其应用逐渐深入;有些应用尚处于起步阶段,且存在不足,例如文献分析显示中医诊断的望、闻、问、切四诊部分尚缺乏闻诊项目[24]。从图5中也可以了解到存在虚拟仿真在学科发展不均衡的现象,明显呈现“重中药、轻中医”的方向,相对于虚拟仿真在中药学的应用,中医学基础理论研究和发扬中医学的现代应用较少。

3结论与建议

通过对2011—2021年全国24所院校虚拟仿真技术相关文献的调研,可以了解到近十年来随着国图52011—2021年虚拟仿真相关文献应用领域关键词云图家对中医药的重视和扶持,有关中医药虚拟仿真的建设也在全面开展,论文数量在稳步增长;虚拟仿真技术的应用在中医药相关领域形成了相对完善的平台;且在实验教学与基础教学、科研与临床有较好的发展态势;而对应的设计开发、平台建设、应用评价等方面的研究与探索也在日趋完善。同时也发现院校之间发展存在差距、学科发展不均衡、期刊质量有待提高等问题。针对这些问题,给出以下建议:

3.1校际资源共享。各高校虚拟平台的建设参差不齐,对于没有经济条件实现虚拟平台建设的高校来说,实现校际资源共享无疑是有利的。但目前来看,由于地域性、安全因素、知识产权保护等诸多原因,导致各高校之间的资源相对封闭且不能共享,这不利于国家整体教学和医疗水平的提高。实现资源共享、医教共建、校际合作,加强虚拟仿真教学向边远地区的普及,也需借鉴国外开展虚拟平台建设的经验,使有限的资源最大化利用,有利于消减院校差距[25],使虚拟仿真建设逐步进入可持续发展的良性循环。

3.2加强校企合作。近年来,已有不少中医药院校结合自身情况,引入校企合作模式。发挥双方优势,共同参与研发过程;校企共建虚拟实训基地;联合培养专业技术人员等举措已初见成效。未来,开拓校企合作空间,促进设计开发与技术融合,在虚拟技术还不成熟的学科领域加大投入与扶持力度,不失为削减学科之间虚拟技术不平衡发展的有力举措[26]。

3.3虚拟引领创新。虚拟技术已经在虚拟筛选、分子对接等科研领域发挥了重要的作用,相对于教学类文章,其核心期刊文章数量多、质量高。如何通过科研转化支撑实验教学,形成教学科研相互促进的良性循环,将已有的科研成果转化为虚拟仿真实验项目,通过虚拟仿真教学,促进实践创新成果的提升,是今后需要努力的方向。资源共享,校企合作,增强创新,集体攻关都有利于高质量论文的发表。以虚拟仿真技术为主导的新一轮教育技术的快速发展,有力地促进了中医学领域面貌极大改观。虽然有不足,有挑战,但随着技术的提升,问题终将迎刃而解,未来的虚拟仿真技术终将在中医药领域有更广阔的发展前景[27]。

作者:贾娟 费宇彤 杨向竹 储著朗 刘天华 赵淑英 张晓晶 刘佳 单位:北京中医药大学中医学院