基于潛在主題的交叉學科知識組合與知識傳播研究.pdf

1、近現(xiàn)代科學發(fā)展過程伴隨著科學的不斷分化的同時，亦涌現(xiàn)出一些打破學科界限或研究領(lǐng)域邊界的科學研究活動，并逐步發(fā)展成為交叉學科。交叉學科研究已成為現(xiàn)代科學發(fā)展的主要方向之一，屬于科學的前沿領(lǐng)域。在此背景下，研究交叉學科知識創(chuàng)新規(guī)律和運行機制將有助于進一步促進交叉學科繁榮發(fā)展。從本質(zhì)來看，交叉學科中的知識創(chuàng)新是相關(guān)基礎(chǔ)學科知識輸入、組合、融匯的結(jié)果。對交叉學科的知識組合結(jié)構(gòu)和知識傳播進行研究，能從創(chuàng)新源頭上剖析交叉學科的運行機制，揭示交叉學科

2、發(fā)展規(guī)律。鑒于此，本研究將從交叉學科研究文獻內(nèi)容中識別出潛在的研究主題，以主題為視角，通過挖掘主題之間的聯(lián)系，揭示交叉學科中知識組合和知識傳播的結(jié)構(gòu)和規(guī)律，以窺探交叉學科運行規(guī)律。
　　本文研究以主題為切入視角，剖析交叉學科中的知識組合和知識傳播結(jié)構(gòu)。文章首先提出構(gòu)建整合交叉學科和基礎(chǔ)學科研究文獻的集成數(shù)據(jù)集，從中識別出交叉學科中的潛在主題。接著，文章從兩個分析路徑剖析主題之間的相互關(guān)系:一是主題之間的共現(xiàn)關(guān)系。文章假設(shè)科學文獻中

3、的主題共現(xiàn)是一種知識組合的反映，在此假設(shè)基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)研究了交叉學科中的知識組合結(jié)構(gòu)以及跨學科知識組合模式;二是主題之間的引用關(guān)系。主題引用關(guān)系象征主題之間的科學知識傳播，通過構(gòu)建主題引用網(wǎng)絡(luò)研究了交叉學科的知識傳播結(jié)構(gòu)。
　　第一章，提出了本文的研究背景與選題意義，分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。
　　第二章，整理了交叉學科研究的相關(guān)基礎(chǔ)理論，包括交叉學科概念以及跨學科性測度等，并對主題模型理論和方法進行了系統(tǒng)梳理，

4、為后續(xù)研究打下理論和方法鋪墊。
　　第三章，提出整合交叉學科和基礎(chǔ)學科研究文獻的集成數(shù)據(jù)集的交叉學科主題識別方法。該方法基礎(chǔ)假設(shè)是，交叉學科研究以相關(guān)基礎(chǔ)學科研究為基礎(chǔ)，因此交叉學科的主題識別不能僅僅以交叉學科中的文獻為提取數(shù)據(jù)源，還應(yīng)當容納相關(guān)的基礎(chǔ)學科的研究文獻，這樣才能更加精確地識別出交叉學科的研究主題。文章采用專家識別和計量方法相結(jié)合方法為交叉學科識別出關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)學科，進而構(gòu)建相應(yīng)的集成數(shù)據(jù)集，然后借助潛在狄利克雷分配模型，

5、從集成數(shù)據(jù)集文獻中識別出整個的潛在主題以及每篇文章的潛在主題分布情況，從中提取出交叉學科的潛在主題以及每個主題的文獻數(shù)量分布。
　　第四章和第五章，認為交叉學科的主題共現(xiàn)關(guān)系是交叉學科知識創(chuàng)新過程中知識組合的體現(xiàn)。首先構(gòu)建交叉學科主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，以交叉學科研究文獻中的研究主題共現(xiàn)關(guān)系為基礎(chǔ)，以主題為節(jié)點，同一篇文獻中任意兩個主題之間建立連邊，主題共同出現(xiàn)的文獻數(shù)量作為邊的權(quán)重。然后，文章運用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法和圖挖掘算法對交叉學科主題

6、共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進行分析。主要分析方法如下:第一，運用節(jié)點中心性和隨機游走算法，對不同研究主題的重要性進行量化排序，并闡釋各個主題在整個交叉學科中的角色;第二，運用邊權(quán)重分析識別頻繁共現(xiàn)主題，理解交叉學科主題組合關(guān)系;第三，借助局部圖的社群發(fā)現(xiàn)算法識別主題群落，分析交叉學科中的知識簇現(xiàn)象。然后，本文將在交叉學科主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，進一步考慮主題屬性，構(gòu)建多模主題網(wǎng)絡(luò)。文章考慮的主題屬性包括:①主題類型，將主題劃分為研究對象和研究方法兩類，②主題

7、學科，根據(jù)交叉學科及其關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)學科中各主題中文獻數(shù)量，結(jié)合專家經(jīng)驗定性地確定各個主題所屬學科。通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分類，并引入學科節(jié)點，將主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為學科-對象-方法多模主題網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，利用多模網(wǎng)絡(luò)挖掘算法對該網(wǎng)絡(luò)進行分析，揭示交叉學科跨學科知識組合模式，包括如下兩個方面:一是學科組合模式，以論文和主題等為統(tǒng)計單元，在學科層次上匯總共現(xiàn)關(guān)系上，量化多模主題網(wǎng)絡(luò)中學科間組合關(guān)系;二是主題類型組合模式，運用圖論中節(jié)點和邊的權(quán)重計算算法，

8、量化分析研究對象和研究方法主題之間的組合模式。
　　第六章，在主題引用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上研究交叉學科中跨學科知識傳播結(jié)構(gòu)。首先，將交叉學科及關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)學科的論文引用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為主題引用網(wǎng)絡(luò)，有向邊權(quán)重為主題間引用文獻數(shù)量。在交叉學科內(nèi)部，結(jié)合被引頻次和施引主題數(shù)量構(gòu)建主題影響力指標，包括主題被引數(shù)量和被引多樣性兩個方面，評價交叉學科中主題對于其他主題的影響力，以及在整個集成數(shù)據(jù)集中，基礎(chǔ)學科主題對交叉學科的跨學科影響。最后，構(gòu)建主題層次知識傳

9、播圖譜，結(jié)合兩種主題影響力指標可視化呈現(xiàn)交叉學科內(nèi)部及整個集成數(shù)據(jù)集兩種層次的主題引用網(wǎng)絡(luò)，揭示交叉學科中跨學科知識傳播結(jié)構(gòu)和規(guī)律。
　　本文選擇數(shù)字圖書館學科這一較為成熟的交叉學科作為示例學科，并進行實證研究。通過實證研究發(fā)現(xiàn)，LDA主題模型能夠較好地識別出數(shù)字圖書館學科中的潛在主題。本文以主題為觀察粒度，由主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、學科-對象-方法主題網(wǎng)絡(luò)和主題引用網(wǎng)絡(luò)分析組成的交叉學科知識組合和知識傳播分析框架能夠從細粒度上觀察數(shù)字圖書