外文文献学科交叉分析小程序设计与研究论文

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　　摘要：在这个科学技术飞速发展的时代,学科间的边界越来越模糊。本文主要基于外文文献中设计的一款学科交叉分析小程序,探讨了学科交叉分析小程序的设计目标,分析了系统架构,研究了学科交叉分析小程序的功能实现,以期为学者提供借鉴参考。

　　关键词：学科交叉；文献计量；可视化；小程序

　　【Abstract】：In this era of rapid development of science and technology,the boundary between disciplines is becoming more and more blurred.This paper is mainly based on a small program of interdisciplinary analysis designed in foreign literature,discusses the design objectives of interdisciplinary analysis small program,analyzes the system architecture,and studies the function realization of interdisciplinary analysis small program,in order to provide reference for scholars.

　　【Key words】：interdisciplinary;bibliometric;visualization;small program

　　0引言

　　随着科学技术的不断进步,科技竞争力已进一步转移到基础研究上。科学研究所面临的问题愈加多元化和复杂化,仅凭某单一学科知识已不能满足科技创新需求。

　　跨学科交叉研究逐渐引起学术界与各国政府的关注,各国将学科交叉研究置于科学发展战略的重要位置。我国出台了不少政策以支持交叉学科的发展,如教育部新设的“交叉学科门类”[1],发布的《新文科建设宣言》[2],以及启动的“四新”建设工程[3]。这无一不体现这一学科交叉的重要性,本文为便于学者了解掌握国外相关学科的学科交叉现状,对外文文献的学科交叉分析小程序的设计开展研究。

　　1学科交叉分析小程序设计目标

　　在设计学科交叉分析小程序之前,需要明确设计此程序的目的,以此来把握小程序设计的方向。本文明确指出了学科交叉分析小程序的设计目标,为小程序的设计能够顺利推进奠定基础。

　　本文小程序设计需要达到的主要目标有如下几个方面：

　　(1)揭示相关学科的学科交叉现状。在小程序功能实现阶段,需要根据相关指标进行计量,将计量数据展示给用户,使得用户能够直观的了解相关学科的学科交叉现状。

　　(2)发现相关学科的学科交叉特征。为了使得用户更为深入的了解相关学科的学科交叉现状,要使用户能够了解相关学科的学科交叉的广度与深度。为实现该目标,就需要立足信息技术、互联网技术等可视化呈现服务模块,提高服务品质。

　　(3)信息共享。提高信息的共享性,可以更好地发挥信息的价值,在小程序设计时可以构建一个信息分享界面。

　　2学科交叉分析小程序系统框架结构设计

　　系统设计是指将一个系统从概念设计转化为实现系统的过程。它包括了软件、硬件以及人员等方面的设计。在整个设计过程中,需要考虑到用户的需求、技术限制、可行性等因素,以确保系统能够达到预期的功能和性能要求。

　　2.1系统框架结构设计

　　结合系统体系结构设计,学科交叉分析小程序项目组的系统开发采用B/S结构。B/S结构,即Browser/Server结构,是一种客户端与服务器架构模式[4]。在这种架构下,客户端使用浏览器进行访问和操作,服务器端负责处理和存储数据,提供相应的服务。使用者以Web浏览器与系统实现交互功能。

　　2.2系统功能模块设计

　　系统的功能模块设计采取模块化和层次化设计方法,可以有效管理和组织各个功能模块,使系统更加模块化、易于维护和扩展。模块化设计方法,即将整个功能模块分解成多个独立的子模块,每个子模块具有特定的功能和职责,且每个子模块具有独立的输入、输出和处理逻辑,可以独立进行测试和调试,优化了系统设计和开发的难度。层次化设计方法,在模块化的基础上,将整个系统按照不同的功能和职责划分成不同的层次,在每一层中都有独立的模块,每个模块都具有清晰的职责和功能,检查和测试系统的合理性和完整性。

　　根据系统的需求分析,学科交叉分析小程序可划分为4个模块：数据导入模块、学科交叉计量模块、学科交叉可视化模块、信息分享模块。系统总功能模块设计如图1所示。

　　在数据导入模块,主要是用户由此导入想要分析的外文文献相关信息；在学科交叉计量模块,是相关指标的计量结果,通过图表的形式展示；在学科交叉可视化模块,是将相关学科的学科交叉现状通过图的形式展示,使得用户了解的更为细致全面；在信息分享模块,用户可以选择是否将由个人导入数据分析出的结果无偿分享给其他用户。

　　3学科交叉分析小程序功能实现

　　在具体功能的实现上,以WOS数据库中的外文文献进行具体展示。

　　3.1数据导入

　　用户想要了解相关学科的学科交叉现状,首先需要选择相关学科的外文文献,并下载其全纪录信息。在用户将数据导入小程序后,由数据导入模块对数据进行数据格式转换,将数据转换为计算机可读的数据格式,并对数据进行规范化以便进一步的分析。部分代码如下：

　　3.2学科交叉计量

　　文献计量学是一门以文献及相关媒介为研究对象的学科,采用数学、统计学等计量方法,探究文献和文献工作系统的数量关系和规律,以及揭示科学技术动态特征的一门学科[5]。

　　本研究在学科交叉计量模块的实现上,主要是后端对于历年发文的数量、相关指标的计量,再以图表的形式在前端展示。后端部分指标的计量代码如下：

　　PS代表论文总数,TC代表被引总次数,TP代表篇均被引次数,AU代表作者数量,DE代表作者关键词数量,ID代表系统补充关键词数量。

　　3.3学科交叉可视化

　　在可视化模块部分,选择整体揭示相关学科的学科交叉现状的可视化方式有两种：一种是社会网络分析方法,将学科交叉网络展示给用户,网络可以揭示节点间的关系,有助于用户更好地了解相关学科在学科交叉方面的内容[6]。构建网络的部分代码如下所示：

　　另一种方法则是集合可视化的方法。将学科视为集合(Set),论文视为集合中的元素(Element),论文属性视为集合中元素的属性(Attributes),集合可视化方法可以量化表征学科交叉关系。UpSetR是一款基于R语言的集合可视化工具[7]。本研究主要利用UpSetR包生成学科交叉集合可视化图。其处理步骤可分为5步,按步骤顺序分别是设定集合名、构造集合、格式化集合、可视化集合以及最后的结果分析。

　　以WOS中学科类别为Computer Science,Software Engineering(计算机科学和软件工程)的531篇稿被引为例,构建其学科交叉集合可视化图,如图2所示。

        可以发现,图2可以全面细致地展现出学科的学科交叉方面的内容。图2由3个部分组成,图的左侧是学科集合大小条形图,表示与CSSE(Computer Science,Software Engineering)学科相关的论文数为531篇,涉及到16个学科,其中交叉最多的学科是“计算机科学和信息系统”；图的上方是学科交集大小条形图,交叉关系由矩阵当中的“点”表示,学科之间的交叉关系和交叉规模一目了然。

　　3.4信息分享

　　在小程序中,信息分享模块可以通过以下5个步骤实现：

　　(1)定义信息：需要定义需要共享的信息和数据模型,包括数据的格式和属性。

　　(2)编写接口：编写一些接口,用于对共享的信息进行读取、存储和更新等操作。这些接口一般会对外开放,供其他模块进行调用。

　　(3)进行权限控制：为了保护共享的信息不被恶意篡改或不恰当地访问,需要进行一些权限控制。可以采用OAuth等标准协议进行权限控制。

　　(4)进行数据存储：为了存储共享的信息,在小程序后台需要搭建服务器环境,并进行数据库的设计和搭建。数据的存储可以选择关系型数据库或非关系型数据库等各种方式。

　　(5)编写调用代码：其他模块在需要调用共享信息时,需要编写相应的代码,从共享模块中获取所需的信息。

　　通过上述步骤,可以构建一个健壮的、功能完善的信息分享模块,方便不同模块之间的信息分享和数据交互。

　　4结语

　　在这科技飞速发展的时代,学科间的边界越来越模糊,学科交叉分析小程序通过用户上传相关学科的文献数据,就可以了解到相关学科当下的学科交叉现状。本程序由界面前端和后台数据交互组成,界面前段主要是展示程序主界面和各子界面,提供使用者可视化、便捷地使用程序。后台数据的主要功能是进行数据交互、处理,与界面前端进行良性的数据交互。

　　总之,构建学科交叉分析小程序,使学者了解相关学科的学科交叉现状是有意义也是有必要的,可为学者的未来发展与科研方向提供参考借鉴。

　　参考文献

　　[1]光明日报.与哲学、经济学、理学、工学等传统学科并肩—我国新设置“交叉学科”门类[OL].(2021-1-15)[2023-05-05].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s5147/202101/t20210115_509892.html.

　　[2]中国社会科学网.新文科建设宣言[OL].(2023-02-16)[2023-05-5].http://www.cssn.cn/ztzl/yingxiangshixue/zhengcewenjian/202302/t20230216_5588800.shtml.

　　[3]中国教育报.历史性成就,格局性变化—高等教育十年改革发展成果[OL].(2022-05-17)[2023-05-5].http://www.moe.gov.cn/fbh/live/2022/54453/sfcl/202205/t20220517_ 627973.html.

　　[4]韦大欢.高校一站式网上服务大厅系统构建策略[J].软件,2023,44(02):55-57.

　　[5]邱均平.文献计量学的定义及其研究对象[J].图书馆学通讯,1986(02):71.

　　[6]OTTE E,ROUSSEAU R.Social Network Analysis:a Powerful Strategy,also for the Information Sciences[J/OL].Journal of Information Science,2002,28(6):441-453.[7]CONWAY J R,LEX A,GEHLENBORG N.UpSetR an R Package for Thevisualization of Sets[J].Bioinformatics,2017,33(18):2938-2940.

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