國外公民科學項目案例研究綜述

[摘 要] 近年來，由于網(wǎng)絡(luò)和移動技術(shù)的推動，公民科學得到了迅速的發(fā)展和普及。公民參與科學項目成為科學研究的新趨勢，對于提升公民科學素養(yǎng)、推動公民教育有著重要意義。基于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫，利用WOS對2000—2019年國外公民科學項目案例的年發(fā)文數(shù)量、學科類別進行基礎(chǔ)分析，同時使用可視化軟件 CiteSpace繪制知識圖譜，對研究機構(gòu)發(fā)文量、作者、被引文獻、關(guān)鍵詞聚類進行分析，并在此基礎(chǔ)上指出案例特點。最后，從研究領(lǐng)域、機構(gòu)平臺及公民參與度等方面對未來我國公民科學項目案例研究提出建議。

1 引言

公民科學（citizen science）是一種普通公民參與者與專業(yè)科學家和科學機構(gòu)合作或在其指導下進行科學研究的科研方式，公民通常負責數(shù)據(jù)的收集。公民科學項目可以使專業(yè)研究人員和公民參與者受益，參與者可能從中學習到與項目有關(guān)的科學知識，研究人員有機會在參與者的幫助下收集更多的數(shù)據(jù)從而進行更精確的分析。

國內(nèi)將“citizen science”大多表述為“公眾科學”，研究主要集中在對公民科學概念的闡釋和發(fā)展演變探討、國外公民科學項目案例的介紹以及對中國發(fā)展公民科學的啟示。從現(xiàn)有文獻可以看出，當前公民科學的理論探索大多集中于科學傳播和普及領(lǐng)域，探討領(lǐng)域較為單一，對其他學科領(lǐng)域涉及較少。

在實踐方面，我國公民科學項目主要關(guān)注的領(lǐng)域為生物多樣性保護，其他領(lǐng)域涉及較少；缺乏統(tǒng)一的公民科學協(xié)作平臺和政府的引導；啟動時間集中在2014年后，項目還處于起步階段；參與范圍以全國性和地方性參與為主，項目知名度和參與度方興未艾。總的來說，相較于國外，國內(nèi)對于公民科學的研究無論是興起時間、研究領(lǐng)域還是實踐項目數(shù)量和公民參與質(zhì)量，都存在著較大的差距。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

Web of Science數(shù)據(jù)庫涵蓋了全世界最重要和最有影響力的研究文獻，是國際公認的進行科學統(tǒng)計與科學評價的主要檢索工具。為最大程度保證文獻收集的全面性，本文借鑒相關(guān)研究采用基本檢索組配檢索式方法檢索，共檢索文獻1750篇，通過對檢索文獻進行人工判讀，剔除無關(guān)文獻346篇，最終得到涉及公民科學項目和案例研究文獻1404篇。

2.2 研究方法

本文采用WOS自帶的“分析檢索結(jié)果和創(chuàng)建引文報告”功能，對文獻年發(fā)文量、類別進行基礎(chǔ)分析，并利用 CiteSpace軟件中的合作網(wǎng)絡(luò)分析、共被引分析和關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類分析等方法進行知識圖譜分析，探討2000—2019年國外公民科學項目案例的主要研究力量、研究熱點、特點，最后提出推進中國公民科學項目案例研究的建議。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 引文與年發(fā)文數(shù)量分析

利用WOS自帶的“創(chuàng)建引文報告”功能進行分析， 2000—2019年涉及公民科學項目案例研究的文獻共有1404篇，被引頻次總計23022次，去除自引19832次，每項平均引用次數(shù)為16.4次，h指數(shù)（h-index）為65。國外關(guān)于公民科學項目案例的研究數(shù)量總體呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢。2010年之前，發(fā)文數(shù)量較少，前10年發(fā)文數(shù)僅占總發(fā)文數(shù)量的6.48%，其中2003年發(fā)文最多，為14篇；2010年后，發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)激增趨勢，后10年發(fā)文數(shù)占比高達93.52%。2010年以來公民科學項目研究呈現(xiàn)快速增長趨勢的一個重要原因是移動互聯(lián)網(wǎng)和便攜式智能設(shè)備（如智能手機）的普及。

3.2 學科類別分析

WOS將研究領(lǐng)域分為藝術(shù)與人文科學、社會科學、生命科學與生物醫(yī)學、自然科學、應用科學五大類，公民科學項目案例的研究主要集中在自然科學領(lǐng)域，人文和社會科學領(lǐng)域的研究較為缺乏。

3.3 研究力量分析

3.3.1 主要研究機構(gòu)分析

從發(fā)文數(shù)量來看，發(fā)文數(shù)量在10篇以上的機構(gòu)共34所，其中發(fā)文數(shù)量最多的是英國牛津大學，同時也具有最高的中介中心性。在發(fā)文數(shù)量前10的機構(gòu)中有9個屬于美國，表明在公民科學項目研究領(lǐng)域美國處于世界領(lǐng)先水平；同時，除加利福尼亞大學戴維斯分校、華盛頓大學、明尼蘇達大學和康奈爾大學外，余下的美國機構(gòu)中介中心性均較低，表明各機構(gòu)合作性較差，未來需進一步加強機構(gòu)之間的合作。

3.3.2 被引文獻分析

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在分析的1404篇公民科學項目案例文獻中，被引文獻頻次前兩名的作者均是狄金森（Dickinson），被引頻次總和為299次。邦妮（Bonney）的兩篇被引文獻分別被引125次和102次，位于第4和第6，在總被引頻次上為227次，僅次于狄金森。在單篇被引頻次上，西爾弗敦（Silvertown）的文獻被引145次，排在第3，排在第10的是圖洛赫（Tulloch），文獻被引頻次為68次。

3.4 研究熱點分析

3.4.1 高頻關(guān)鍵詞分析

基于CiteSpace關(guān)鍵詞共現(xiàn)功能，Time Slicing設(shè)為“2000-2019#Years Per Slice 1”，Node Type選擇“Keyword”，Top N%設(shè)為10，采用“Pathfinder”剪枝運算，選擇“Pruning the merged network”，其他為默認設(shè)置，運算后出現(xiàn)358個節(jié)點，2 335條連線，基于運算結(jié)果剔除主題詞“citizen science”和“science”，提取出前10位頻次和中介中心性關(guān)鍵詞，共同反映了國外學界在公民科學項目案例研究領(lǐng)域的主要熱點。

“保護”“知識”“工具”三詞出現(xiàn)頻次均在150次以上，其中“保護”一詞出現(xiàn)157次。具有高中介中心性的文獻通常是連接不同領(lǐng)域的關(guān)鍵樞紐，在CiteSpace中也稱其為轉(zhuǎn)折點。

3.4.2 關(guān)鍵詞聚類分析

為進一步研究公民科學項目案例研究文獻中關(guān)鍵詞的關(guān)系，厘清相關(guān)研究熱點的知識結(jié)構(gòu)，本文在高頻關(guān)鍵詞分析的基礎(chǔ)上采用CiteSpace中的“Find clusters”功能，算法為對數(shù)似然算法（LLR），以帶有索引詞的標簽對關(guān)鍵詞進行聚類分析，以“Timeline”為布局得到聚類分析知識圖譜。

3.5 案例特點

綜上所述，國外公民科學項目案例特點如下。

（1）研究領(lǐng)域不斷拓展

項目研究從最初的鳥類調(diào)查拓展到生物多樣性研究、水質(zhì)量監(jiān)測、氣候變化研究、物種入侵影響、環(huán)境治理、政策運用等多領(lǐng)域。

（2）研究機構(gòu)日益增多

高校科研機構(gòu)是公民科學項目案例研究的主體，越來越多的高校設(shè)立專門的公民科學研究實驗室。同時，官方機構(gòu)也成為項目的重要主持者與參與者，如美國國家公園管理局（NPS）、美國國家科學基金會（NSF）、美國國家環(huán)境保護局（EPA）、美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）等，多個聯(lián)邦機構(gòu)在項目研究中提供了重要的資金和數(shù)據(jù)支持。

（3）參與人群與途徑更加廣泛

隨著公民科學項目研究領(lǐng)域的不斷擴大，越來越多的人加入公民科學的研究，包括青少年學生、農(nóng)民、漁民、社區(qū)居民等對科學感興趣或相關(guān)研究與自身生存環(huán)境有聯(lián)系的普通大眾。同時，由于移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，公民參與者可通過移動終端參與公民科學項目的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析等，并與專業(yè)人員在線互動，實時更新數(shù)據(jù)，確保收集的數(shù)據(jù)的準確性。

4結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文采用Web of Science自帶的“分析檢索結(jié)果和創(chuàng)建引文報告”功能，對年發(fā)文量、類別進行基礎(chǔ)分析，同時利用信息可視化軟件 CiteSpace，繪制知識圖譜對各國發(fā)文量、研究機構(gòu)發(fā)文量、作者被引文獻、關(guān)鍵詞聚類進行分析，并在此基礎(chǔ)上指出國外公民科學項目案例研究的特點。

2000年到2019年，國外關(guān)于公民科學項目案例研究的發(fā)文量總體呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢，并在2010年后快速增長。發(fā)文數(shù)量最多的機構(gòu)是英國牛津大學，其余發(fā)文機構(gòu)則集中于美國，在合作性方面也需加強；狄金森和邦妮是公民科學項目案例研究被引文獻頻次最高的作者。

“保護”是公民科學項目案例研究出現(xiàn)頻次最高的關(guān)鍵詞，研究主要涉及環(huán)境保護和生物多樣性保護。“治理”是公民科學項目案例研究重要的轉(zhuǎn)折詞，將項目案例與政策研究、決策制定、民主主義等社會學研究相結(jié)合，拓寬了公民科學項目案例的研究領(lǐng)域?！肮妳⑴c” “氣溫” “公眾介入” “白紋伊蚊” “分類” “科學處理” “紅?！?“空間偏差” “智能手機” “物種分布模型” “體育活動” “公民社會” “項目” “衡量”這14個聚類標簽較為集中地反映了公民科學項目案例研究的主要熱點，同時呈現(xiàn)出研究領(lǐng)域不斷拓展、研究機構(gòu)日益增多、參與的人群與途徑更廣泛的特點。

4.2 國內(nèi)公民科學項目推進建議

相較于國外已經(jīng)較為豐富和成熟的公民科學項目案例研究，我國此方面研究還處于起步階段，在項目案例研究領(lǐng)域、研究機構(gòu)平臺及公民參與度等方面都還存在較大差距。因此，為推進國內(nèi)公民科學項目研究發(fā)展，借鑒國外公民科學項目發(fā)展經(jīng)驗，本文提出如下建議。

（1）拓寬研究領(lǐng)域，實現(xiàn)項目類型多樣化

當前我國公民科學項目主要集中在生物多樣性保護領(lǐng)域，研究領(lǐng)域相較國外項目案例還較為狹窄。國外項目案例的實踐已表明作為一種新型的開放創(chuàng)新模式，公民科學在各學科領(lǐng)域研究中發(fā)揮著重要作用。為此，未來國內(nèi)公民科學項目應囊括更多學科領(lǐng)域，從自然科學到社會人文領(lǐng)域開展多樣化實踐項目，充分發(fā)揮公民科學跨學科跨領(lǐng)域的社會協(xié)作優(yōu)勢，為解決科學研究問題和相關(guān)政策制定提供支持與參考。

（2）增強合作交流，構(gòu)建開放平臺

高?？蒲袡C構(gòu)是公民科學項目研究的主體，同時與官方機構(gòu)、非政府組織等社會團體合作共享相關(guān)數(shù)據(jù)。未來應立足于研究項目需求，發(fā)揮高?？蒲袆?chuàng)新的領(lǐng)頭作用，加強高校之間、高校與官方機構(gòu)和高校與社會團體組織的合作，構(gòu)建共享開放透明的數(shù)據(jù)平臺。

（3）提高公民參與度，營造全民科研氛圍

在當前互聯(lián)網(wǎng)大環(huán)境下，任何與互聯(lián)網(wǎng)接觸的人都有成為公民科學家的潛質(zhì)[73]，互聯(lián)網(wǎng)也成為大眾參與科學項目的主要途徑。同時，公民參與科學項目不僅可以推動項目案例的研究分析，同時也會接受關(guān)于項目的培訓和指導，從而提高公民自身的科學素養(yǎng)。因此，應出臺促進公民科學相關(guān)政策，并通過新聞媒體、新興網(wǎng)絡(luò)工具等渠道積極宣傳公民科學項目的研究模式和運行機制，讓公民認識到研究項目與他們的周圍環(huán)境有關(guān)，激發(fā)公民參與科研的興趣，提高公民參與度，營造全社會全民參與科研的氛圍。

來源：《科普研究》