基于科学知识图谱的国际网球研究现状的可视化分析

张元梁，司虎克

网球运动被称为是“绅士运动”，1 2世纪左右在法国宫廷中萌芽，随后诞生在英国，最终在美国得到普及并形成高潮，现在盛行全世界，目前仅次于足球运动，成为世界上第二大球类运动。在中国网球起步较晚，1885年前后传入中国，现在已经经历了一百多年的发展历程，在国内的影响力也在逐步扩大。特别是2011年李娜一举夺得作为四大满贯之一的法网冠军，在中国、亚洲乃至国际上引起了巨大的轰动，成为亚洲网球大满贯赛事夺冠的第一人。随着网球运动在中国的普及和发展，大量的学者也对网球进行了深入的研究，为网球的进一步发展提供了有力的理论支持。但是国内对网球的研究大都是网球技战术和训练等方面的研究，而对网球现状总结和综述的研究较少。本文旨在利用CitespaceⅡ软件对国际网球研究现状进行可视化分析，从而得出目前国际上网球研究的最新前沿动态，为相关研究和实践的开展提供一些参考。

1 数据来源与研究方法

科学知识图谱是随着新时代信息技术和计算机技术迅猛发展的产物，适应了当今社会信息量快速增长的需要，将信息计量学领域推向了一个新的高度。利用科学知识图谱可以将各个学科领域的庞大知识体系通过直观可视化的形式表现出来，理顺各个学科领域的知识结构，发现学科的发展脉络、前沿热点问题以及对未来的发展趋势做出预测[1]。对于知识图谱绘制分析的专业软件，本研究借助了由美国Drex-el大学信息科学与技术学院的美籍华人陈超美教授用Java程序语言开发出来的一款信息可视化软件CiteSpaceⅡ，对搜集到的国际网球研究的相关文献题录进行科学知识图谱的绘制[2]。CiteSpaceⅡ是一种科学文献可视化引文分析软件，可以将学科领域的最前沿和最新研究热点以可视化图谱的形式直观的显示出来。通过对数据信息进行不同维度的统计分析，从而使人们得以了解某个学科或研究领域的演进和发展脉络。此外，CiteSpaceⅡ同时还具有关键词共现以及膨胀词探测的功能，利用该功能可以看出某个学科研究领域的热点，对发展趋势进行预测[3]。具体的数据处理方法方法如下：

在web of science数据库检索平台中输入主题词“tennis*”，数据来源选择SCI和SSCI，时间跨度为2002-2012年，共检索到相关文献2 528篇，然后选择文献类型为“Article”和“Proceeding paper”进行精炼，最后得到相关文献2 466篇。以download*.txt为文件名，选择文献题录的全记录（包括参考文献）并以.txt格式下载。将下载的题录数据输入CiteSpaceⅡ软件，时间分片间隔选择2，c、cc、ccv阈值选择默认值，然后形成相关指标的知识图谱，并利用spss17.0软件对数据进行统计描述。

2 国际网球研究的时间分布

一个领域的年度发文量变化趋势可以从侧面反映该研究领域的发展状况，对国际网球研究的年度发文量统计如图1所示。

相关文献的年度分布图显示，进入21世纪以来国际上对于网球的研究文献整体呈下降趋势，从2002年到2011年9年间发文量由293篇下降到161篇，下降了81.9%，对相关文献的年度分布图进行深入分析发现，文献数基本呈直线式下降，下降的幅度较小，基本上呈现出平滑式下降的趋势。原因可能是由于网球诞生较早，可以追溯到12～13世纪，至今已经将近一千年的历史，大量的国外学者专家对其进行研究和传播，基本形成了完善的网球理论体系。由于网球传入中国较晚，目前正处于迅速发展时期，因此对于网球的研究应结合中国的现状探索发现新的研究方向，从不同学科领域对其进行跨学科研究，进一步丰富和完善符合中国现状的理论体系，从而促进网球在中国的发展。

3 国际网球研究的空间分布

3.1 学科领域分布

统计结果显示相关文献涉及112个学科研究方向，本文对发文量排在前10的学科进行了统计如表1所示。

表1的统计结果显示，网球研究主要涉及了运动科学、心理学、骨外科，共有1 950篇文献，占了77.136%，这由网球运动的特点决定，大多数的研究都是关于网球运动的技战术和训练方面的研究。同时也常常涉及其他学科的内容，从表1可以看出在社会科学其他论题、医学外科、运动康复、神经学、工程学、内科医学以及计算机科学方面的研究也较多，因此网球的研究也渗透到各个不同学科领域，从而深化了不同学科之间的关联性。

表1 国际网球研究的前十个学科分布TableⅠ Top Ten Subjects of the International Tennis Research

3.2 国家（地区）分布

对所有文献来源国家（地区）的统计分析如图2所示，其中每个节点代表一个国家（地区），年轮的大小表示该国家（地区）的发文量，年轮越大发文量越多。国别（地区）名称的大小代表中心度。

所有文献来自4 8个国家和地区，从图中可以看出美国（617篇）、英国（310篇）和澳大利亚（235篇）3个国家遥遥领先，由于web of science数据库存在题录格式记录上的问题，美国部分州是被单独列出的（例如：PA.USA 14篇，FL.USA 13篇等），因此实际上网球方面美国的发文量应该要更多。3个国家在发文量上明显领先于其他国家（地区），从侧面也说明了3个国家的科技、经济实力雄厚，并且在科研方面的投入也是非常高的。此外德国（169篇）、法国（167篇）、西班牙（124篇）、加拿大（105篇）、日本（87篇）、荷兰（83篇）和中国（68篇）的发文量也较多，也是网球研究的高产国家。此外从图中可以看出西班牙、日本、比利时、意大利以及中国台湾的年轮颜色较深，膨胀系数较高，说明这些国家（地区）是网球研究的新兴国家（地区），对网球的研究逐渐增多。

3.3 研究机构分布

研究机构的知识图谱如图3所示，所有文献来自127个机构，其中前十位分别为澳大利亚昆士兰大学（53）、英格兰利物浦约翰摩尔大学（4 2）、西澳大利亚大学（4 2）、中国香港大学（30）、澳大利亚悉尼大学（30）、英格兰拉夫堡大学（22）、德国明斯特大学（22）、荷兰的阿姆斯特丹自由大学（22）、美国的佛罗里达州立大学（21）、澳洲体育学院（20）。因此可以看出研究的机构主要集中在大学，其中大多集中在英美和澳大利亚等发达国家，可见在国际上大学是网球研究的核心机构，特别是一些国际著名的研究型大学，对网球的理论技术以及实践起到了中流砥柱的作用，促进了网球的发展。通过这些数据可以得到一定的启示，在我国研究型体育类大学较少，要想进入国际网球科研的前列，必须要有过硬的研究机构，因此笔者认为应加强研究型体育大学的建设，从而提高我国体育科研水平在世界上的地位。

3.4 作者分布

2 466篇论文共由6 322名作者撰写，其中撰写篇数超过两篇的有501名。由于在不同期刊的著录题录的格式不同，因此在姓名的缩写格式上可能存在顺序的不同，从而出现一个作者多个姓名的现象，本研究忽略此误差。对发文量前十位高产作者统计结果如表2所示。

表2 国际网球研究的高产作者Table Ⅱ Prolific Writers in International Tennis Study

Williams.AM 是最高产作者，共完成了31篇相关著作，他主要的研究方向是运动心理学方面的认知技能研究和知觉行动训练在网球、乒乓球等项目训练中的运用[4、5]，代表作有《网球运动中的视觉搜索和生物学运动知觉研究》、《巩固加强网球击球方向预判的全面信息整理》等。Farrow.D 是另一位高产作者，他主要的研究方向是运动生理学。在他的著作《网球运动中的疲劳机制以及对运动绩效的影响》中通过体育科学和医学期刊数据库SportDiscus(R)和PubMed对疲劳对网球运动员绩效的影响进行了量化，指出了传统测量方法的局限性[6、7]，代表作有《网球运动中的疲劳机制以及对运动绩效的影响》、《关于职业网球运动的综合生理学和运动绩效的剖面分析》等。Reid.M的影响力也较大，共有19篇著作，主要是研究运动生物力学。代表作有《关于网球发球中下肢协调性和肩关节力学研究》、《网球训练场上的生理和绩效特征的量化分析》等[8、9]。Ellenbecker TS主要研究运动生物力学和运动损伤，他的代表作有《对于优秀年轻网球运动员肘关节屈伸的等速剖面分析》、《关于优秀网球运动员和棒球投手盂肱关节旋转范围的分析》等[10、11]。Vicenzino B的研究方向是运动医学，特别是在网球肘方面有较深的研究，代表作有《在运动和锻炼中运用皮质类固醇注射对网球肘影响的随机试验》、《对桡侧上髁痛进行物理干预临床试验的元分析和系统评述》等[12、13]。Abernethy B对运动知觉训练方法的研究较为出色，代表作有《对于能否运用隐式视频知觉训练对技能学习进行预测的研究》[14]。Girard O主要是从运动生理学对网球训练方面进行研究[15]，Ducher G的著作大都是有关骨骼方面的研究，另外对核磁共振成像的利用也颇有研究，并取得了较大的成就[16]。Hagemann N主要研究运动心理学方面[17]。

4 国际网球研究前沿和热点分析

4.1 关键词共现分析

关键词是一篇文章的核心和精髓，是作者对文章的高度概括和凝练，所以，出现频次较高的关键词常常可以用来确定一个学科研究领域的热点问题[18]（见图4和表3）。

图4中年轮的大小代表关键词出现的频次。从图中可以明显看出网球肘（tennis elbow）节点的标签字体和节点年轮最大说明它出现的频次最高，共有379次，表明在国际上针对网球肘现象的研究较多，不同领域的学者从不同角度对网球肘现象展开探索研究。其次就是网球(tennis)、绩效（performance）、网球运动员（tennis player）、运动练习（exercise）、肱骨外上髁炎（Lateral epicondylitis）、运动（sport）、疼痛（pain）、运动员（player）、力量（strength）、身体活动（physical-activity）、随机对照试验（randomized controlled-trial）、肩部（shoulder）、儿童（children）、专业知识（expertise）、损伤（injury）、上髁炎（epicondy litis）、肘关节（elbow）、外科治疗（surgical-treatment）。从这些关键词中可以看出网球方面的研究大多是聚集在运动损伤、运动训练等方面。

表3 国际网球研究相关文献高频关键词TableⅢ Keywords of High Frequency in the International Tennis Research Literature

4.2 膨胀词共现分析

膨胀词是频次变化率高的词（burst term），根据词频的变动大小来确定某领域的研究前沿和发展趋势[19]。本文利用Citespace Ⅱ软件的膨胀词探测功能得到前沿术语的图谱如图5所示，表4是膨胀系数较高的膨胀词。

图5中节点的大小仅代表频次高低而颜色的深浅才代表膨胀系数的大小，图中节点越大，颜色越深说明膨胀系数越大，表明是近期突变出来的词。通过从Citespace Ⅱ软件的网络统计表可以得到表4中主要的膨胀词。其中强度电导率（Jstrength cond）、体外冲击波疗法（Extracorporeal shock wave therapy）、骨密度（Bone mineral density）、侧视图（Sd）、视觉模拟评分法（Visual analog scale）、心率（Heart rate）是膨胀系数较高的膨胀词，说明这些词是网球研究领域的前沿。同时也反映了国内外一些学者从不同的视角出发，应用其他学科的专业理论来阐释网球运动发展的相关特征，这对我国网球的发展、研究和实践起到了较好的启示作用。

表4 膨胀系数较高的膨胀词Table Ⅳ Mostly-used Words of High Expansion Coefficient

5 结论

5.1 从2002年到2011年9年间发文量基本呈平滑式下降趋势，原因可能是由于网球诞生较早，可以追溯到12～13世纪，至今已经将近一千年的历史，大量的国外学者专家对其进行研究和传播，基本形成了完善的网球理论体系。

5.2 研究学科领域涉及到了运动科学、心理学、骨外科、社会科学、医学外科、运动康复、神经学、工程学、内科医学以及计算机科学等。

5.3 国家分布主要集中在美国、德国、法国、西班牙、加拿大、日本、荷兰、中国，呈现出相对集中与高度离散并存的非均衡性特征。研究机构主要集中在欧美和澳大利亚的大学。

5.4 高产作者中Williams.AM、Reid.M、Farrow.D的影响力最大，此外Ellenbecker TSVicenzino B、Abernethy B、Girard O、Ducher G、Hagemann N的发文量也较大，并且他们都有各自不同的研究方向，是国际颇有影响的高产作者。

5.5 高频关键词网球肘（tennis elbow）网球(tennis)、绩效（performance）、网球运动员（tennis player）、运动练习（exercise）、肱骨外上髁炎（Lateral epicondylitis）、运动（sport）、疼痛（pain）、运动员（player）、力量（strength）、身体活动（physical-activity）、随机对照试验（randomized controlled-trial）、肩部（shoulder）、儿童（children）、专业知识（expertise）、损伤（injury）、上髁炎（epicondy litis）、肘关节（elbow）、外科治疗（surgical-treatment）是目前国际网球研究的热点。而通过其膨胀词探测发现，强度电导率（J strength cond）、体外冲击波疗法（Extracorporeal shock wave therapy）、骨密度（Bone mineral density）、侧视图（Sd）、视觉模拟评分法（Visual analog scale）、心率（Heart rate）是膨胀系数较高的膨胀词，反映了网球研究领域的前沿和热点问题。

5.6 本研究可能存在的误差和不足：（1）在题录数据的检索中可能存在一定的误差，由于检索词类型和格式的限制（例如许多论文主题为网球，但并没有反映在标题里）可能造成部分文章未能吸纳到网球运动研究范围或不是研究的核心。（2）在学科前沿热点的趋势探测中词语的语义理解上可能存在问题，从而产生对语义理解的误差。（3）另外文献的发表存在一定的滞后性，造成统计研究上的误差。

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