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《华中师范大学》 2017年
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基于潜在主题的交叉学科知识组合与知识传播研究

商宪丽  
【摘要】:近现代科学发展过程伴随着科学的不断分化的同时,亦涌现出一些打破学科界限或研究领域边界的科学研究活动,并逐步发展成为交叉学科。交叉学科研究已成为现代科学发展的主要方向之一,属于科学的前沿领域。在此背景下,研究交叉学科知识创新规律和运行机制将有助于进一步促进交叉学科繁荣发展。从本质来看,交叉学科中的知识创新是相关基础学科知识输入、组合、融汇的结果。对交叉学科的知识组合结构和知识传播进行研究,能从创新源头上剖析交叉学科的运行机制,揭示交叉学科发展规律。鉴于此,本研究将从交叉学科研究文献内容中识别出潜在的研究主题,以主题为视角,通过挖掘主题之间的联系,揭示交叉学科中知识组合和知识传播的结构和规律,以窥探交叉学科运行规律。本文研究以主题为切入视角,剖析交叉学科中的知识组合和知识传播结构。文章首先提出构建整合交叉学科和基础学科研究文献的集成数据集,从中识别出交叉学科中的潜在主题。接着,文章从两个分析路径剖析主题之间的相互关系:一是主题之间的共现关系。文章假设科学文献中的主题共现是一种知识组合的反映,在此假设基础上,通过构建主题共现网络研究了交叉学科中的知识组合结构以及跨学科知识组合模式;二是主题之间的引用关系。主题引用关系象征主题之间的科学知识传播,通过构建主题引用网络研究了交叉学科的知识传播结构。第一章,提出了本文的研究背景与选题意义,分析了国内外的研究现状。第二章,整理了交叉学科研究的相关基础理论,包括交叉学科概念以及跨学科性测度等,并对主题模型理论和方法进行了系统梳理,为后续研究打下理论和方法铺垫。第三章,提出整合交叉学科和基础学科研究文献的集成数据集的交叉学科主题识别方法。该方法基础假设是,交叉学科研究以相关基础学科研究为基础,因此交叉学科的主题识别不能仅仅以交叉学科中的文献为提取数据源,还应当容纳相关的基础学科的研究文献,这样才能更加精确地识别出交叉学科的研究主题。文章采用专家识别和计量方法相结合方法为交叉学科识别出关联基础学科,进而构建相应的集成数据集,然后借助潜在狄利克雷分配模型,从集成数据集文献中识别出整个的潜在主题以及每篇文章的潜在主题分布情况,从中提取出交叉学科的潜在主题以及每个主题的文献数量分布。第四章和第五章,认为交叉学科的主题共现关系是交叉学科知识创新过程中知识组合的体现。首先构建交叉学科主题共现网络,以交叉学科研究文献中的研究主题共现关系为基础,以主题为节点,同一篇文献中任意两个主题之间建立连边,主题共同出现的文献数量作为边的权重。然后,文章运用社会网络分析方法和图挖掘算法对交叉学科主题共现网络进行分析。主要分析方法如下:第一,运用节点中心性和随机游走算法,对不同研究主题的重要性进行量化排序,并阐释各个主题在整个交叉学科中的角色;第二,运用边权重分析识别频繁共现主题,理解交叉学科主题组合关系;第三,借助局部图的社群发现算法识别主题群落,分析交叉学科中的知识簇现象。然后,本文将在交叉学科主题共现网络基础上,进一步考虑主题属性,构建多模主题网络。文章考虑的主题属性包括:①主题类型,将主题划分为研究对象和研究方法两类,②主题学科,根据交叉学科及其关联基础学科中各主题中文献数量,结合专家经验定性地确定各个主题所属学科。通过网络节点分类,并引入学科节点,将主题共现网络转化为学科-对象-方法多模主题网络。在此基础上,利用多模网络挖掘算法对该网络进行分析,揭示交叉学科跨学科知识组合模式,包括如下两个方面:一是学科组合模式,以论文和主题等为统计单元,在学科层次上汇总共现关系上,量化多模主题网络中学科间组合关系;二是主题类型组合模式,运用图论中节点和边的权重计算算法,量化分析研究对象和研究方法主题之间的组合模式。第六章,在主题引用网络基础上研究交叉学科中跨学科知识传播结构。首先,将交叉学科及关联基础学科的论文引用网络转换为主题引用网络,有向边权重为主题间引用文献数量。在交叉学科内部,结合被引频次和施引主题数量构建主题影响力指标,包括主题被引数量和被引多样性两个方面,评价交叉学科中主题对于其他主题的影响力,以及在整个集成数据集中,基础学科主题对交叉学科的跨学科影响。最后,构建主题层次知识传播图谱,结合两种主题影响力指标可视化呈现交叉学科内部及整个集成数据集两种层次的主题引用网络,揭示交叉学科中跨学科知识传播结构和规律。本文选择数字图书馆学科这一较为成熟的交叉学科作为示例学科,并进行实证研究。通过实证研究发现,LDA主题模型能够较好地识别出数字图书馆学科中的潜在主题。本文以主题为观察粒度,由主题共现网络、学科-对象-方法主题网络和主题引用网络分析组成的交叉学科知识组合和知识传播分析框架能够从细粒度上观察数字图书馆学科中的知识组合关系,识别知识组合模式,和剖析知识传播结构。文章最后对全文进行了总结,并提出本文研究的不足和未来研究展望。
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:G254

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