国际体能训练研究现状、热点及前沿的可视化分析

于红妍,刘 敏

(1.上海交通大学体育系,上海 200240;2.同济大学体育部,上海 200092)

国际体能训练研究现状、热点及前沿的可视化分析

于红妍1,刘 敏2

(1.上海交通大学体育系,上海 200240;2.同济大学体育部,上海 200092)

文章以Wed of ScienceTM核心合集数据库中收录的1997-2014年以体能训练为主题的文献信息作为数据源,运用科学知识图谱技术分析国际体能训练研究的国家、机构和期刊分布,解析支撑当前体能训练研究的关键文献,揭示研究热点,探索国际体能训练研究的前沿和演进路径。研究发现:国际体能训练研究成果中美国最多,而潘宁顿生物医学研究中心、于韦斯屈莱大学、圣保罗大学、多伦多大学等是研究成果的高产机构;Leetun DT、Montgomery HE、Kraemer,WJ和Pollock ML等是本研究领域较有影响力的作者,其经典文献集中在运动损伤预防、运动训练方法以及体力活动状况三个方面;《Med Sci Sport Exer》《Sports Med》《JAppl Physiol》《Int JSports Med》和《JStrength Cond Res》等是刊登国际体能训练研究成果的主要期刊;在研究前沿及演进路径的分析中发现,国际体能训练研究是按着竞技性体能和大众健身性体能两条路径各自发展,2005-2010年间,两条路径在核心力量和核心稳定性问题的研究中出现了交叉。目前相关速度训练、训练计划、训练的有效性以及青少年超重等问题成为国际体能训练研究的热点与前沿。

体能训练;知识图谱;研究热点;研究前沿;可视化分析

体能训练是竞技运动训练的核心,也是大众健身运动的主题,所以相关体能训练热点与前沿的研究在一定程度上反映了体育学科学研究的水平和发展动态。近几年来,一些学者对我国体能训练研究现状、热点和发展趋势等进行了一些有价值的研究[1-3],但是这些研究多是立足国内视角的定性分析或主观思辨,缺少对国际体能训练研究的宏观把握和定量分析。科学知识图谱是指对大量科学文献新信息,借助于统计学、图论、计算机技术等手段,以可视化的方式来展示科学学科体系的内在结构、学科特点、研究前沿等信息的一种计量学方法[4]。本文拟采用该技术对国际体能训练研究的国家或地区分布、研究机构、代表人物、经典作品、核心期刊、研究热点与前沿等进行定量考察和可视化分析,直观地呈现国际体能训练研究的发展动态及其演进路径,希望对我国体能训练研究有所补充。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本研究的数据来源于美国科学情报所Wed of ScienceTM核心合集数据库。采用主题检索形式,经过对多个检索式进行反复组配和分析比较,最终采用的检索式为:TS=(“physical fitness training”)or(core* training),文献格式为English Article,检索时间范围是1997-2014年(检索日期为2014年6月6日),检索到文献41 038篇,然后选取“SPORT SCIENCES”为精炼依据,最终共检索到1 888条记录。这些文献中有期刊文献1 542篇,占总记录的81.69%,综述类文章226篇,占11.92%,学位论文115篇,占6.12%和7篇会议论文,占0.37%。

1.2 研究方法

在获取了分析源数据后,将源数据导入CiteSpaceIII信息可视化分析软件,设置Time Scaling时间跨度为1997年至2014年,单位时间片的长度为“1”,词源来源同时选取“题目”(title)、摘要(abstract)、作者关键词(author keywords)和关键词(keywords plus),分析数据抽取对象为top 50,调节阈值为(2,2,20)、(4, 3,20)、(3,3,20)。最后,根据研究需要分别选取国家(Country)、机构(Institute)、共被引文献(Cited Reference)、共被引期刊(Cited Journal)、共引关键词(Keyword)和短语(Term)等参数进行相关的运算和分析。

2 结果与分析

2.1 体能训练研究的国家和机构分析

选定参数“Country”(国家)和“Institute”(机构),运行得到体能训练研究领域的地域共现网络图谱,如图1所示。其中,每个节点代表一个国家,用不同颜色深度的圆圈标识,圆环的大小与其发文量成正比;连接圆环的线条表示节点与节点之间的联系,线条粗细与其联系紧密程度成正比;圆环最外层的紫红色表示中心性(Centrality),中心性是在整体网络中起连接作用大小的度量,紫红色宽度越宽,其中心性越大,成为联系沟通其他节点的枢纽[5-6]。

从宏观上分析,体能训练研究的1 888篇文献来自64个国家,其中,美国的发文量最多,为500篇,远高于其他国家和地区。加拿大、澳大利亚、英国、西班牙、巴西、法国、德国及意大利分列其后,发文篇数各为121、118、103、93、87、78和75。我国出版量为44篇,排名第11位。从中心性来看法国以0.39位居第一,其后分别是英国(0.34)、西班牙(0.23)、加拿大(0.15)、意大利(0.15),瑞士(0.15)、丹麦(0.13)、葡萄牙(0.12)挪威(0.34)、德国(0.11)、波兰(0.11),我国为0.06,排名18位。所以说,这些中心性较高的国家在体能训练的研究中占有重要的地位,尤其像瑞士、丹麦、葡萄牙、挪威等国家,发文量虽不多,但是影响力较大。相比之下,发文量最高的美国和日本的中心性均为0.00,表明他们发表的文献在国际网络图谱中的连接作用较小,其国际合著成果不多。同时,发文的突增性(代表发文的增长量最大,burst):中国(1999,突增性为13.12)、美国(1997,5.53)、葡萄牙(2007,5.39)、德国(1998,4.31)等分别在1999年、1997年、2007年和1998年出现发文量的最大增幅。由此可见,我国已经在该研究领域占有一席之地,且有一定的国际合作研究成果,但是第11位的发文量和第18位的中心性说明,我国距美、加、澳、英等科技强国仍有较明显的差距。由此看,加大体能训练研究力度的同时增加国际合作研究成果是提升我国在该领域研究国际影响力的有效途径。

图1 体能训练研究的国家分布图谱

从研究机构上分析,各国体能训练研究的力量主要集中在大学、体育科学研究机构或研究中心。从发文的频次上排序,美国的潘宁顿生物医学研究中心(Pennington Biomed Res Ctr)、圣保罗大学(Univ Sao Paulo)、科尔新泽西大学(Coll New Jersey)、伊利诺伊州大学(Univ Illinois)、佛罗里达州大学(Univ Florida)、加拿大的多伦多大学(Univ Toronto)、丹麦的哥本哈根大学(Univ Copenhagen)、澳大利亚体育研究学院(Australian Inst Sport)、荷兰阿姆斯特丹大学(Vrije Univ Amsterdam)、芬兰的于韦斯屈莱大学(Univ Jyvaskyla)的发文频次最高。从突增性上分析,得克萨斯大学(Univ Texas,2004年)、圣保罗大学(Univ sao Paulo,2007年)、哥本哈根大学(Univ Copenhagen,2004年)、澳大利亚天主教大学(Australian Catholic Univ, 2012年)、威斯康星州大学(Univ Wisconsin,2004年)在不同时期出现了发文的突增,而澳大利亚大学(AUT Univ)、埃迪斯科文大学(Edith Cowan Univ)、澳大利亚体育研究所(Australian Inst Sport)、麦克马斯特大学(McMaster Univ)、挪威体育科技学院(Norwegian Sch Sport Sci)、皇家墨尔本理工大学(RMIT Univ)位于研究领域的核心,其中心性都在0.01以上。

2.2 体能训练研究经典文献分析

在CiteSpaceIII界面选择“Cited Reference”作为节点,用于分析由文献共被引组成的网络关系中起到连接和桥梁作用的关键节点文献,通常这些文献都具有较高的中心性(≥0.1),在国际体能训练研究与发展中起到奠基性作用。整理1997年至今排名前10的高共被引的经典文献发现(表1),它们集中在运动训练方法、运动损伤预防和体力活动状况三个方面。其中共被引频次最高的是Leetun DT(2004)发表的“Core stabilitymeasures as risk factors for lower extremity injury in athletes”,它通过测量分析80名女篮队员和60名男子田径运动员核心稳定性与运动损伤的关系,证实了核心稳定性可以预防运动损伤的观点。而Hewett TE(1999)研究发现,每1 000个运动员中,有12%的女运动员和9%的男运动员出现膝关节损伤。他提出神经肌肉训练方法中超等长训练可以降低该损伤的发生率。他们都是在预防运动损伤方面所做的前瞻性的研究。

在运动训练方法的研究中,Kraemer,WJ(2004)的研究认为,阻力训练是一个动态过程,训练从个人的需求和训练目标开始,包括需要训练的肌肉、损伤的预防,代谢需要、训练方法的选择、训练强度与次数、监督等一系列的因素。由于文章用系统的观点分析了阻力训练所涉及了的所有关键因素,因此被广泛引用和应用。同样还有Helgerud J(2001)、Stolen T(2005)和F M Impellizzeri(2006)从生理学角度分析了足球比赛要求运动员具备的体能,并提出了足球运动员有氧训练的有效方法。他们通过对照组的实验研究证明了增加跑动距离、提高跑动强度、以冲刺跑训练次数以及小场地的实战赛等都是提高足球运动员有氧耐力水平的有效方法。在10篇经典文献中有3篇是足球运动员体能训练的研究,可见它们对其它运动项目体能研究有着较高的借鉴和参考价值。还有Stanton R(2004)“The effect of short-term Swiss ball training on core stability and running economy”,中心性为4.61,证明了瑞士球能提高核心稳定和跑的经济性问题,成为核心训练研究领域的经典之作。另外,值得强调的是,这些经典文章中发表层次最高的是Montgomery HE于1998年发表在《NATURE》上的一篇名为“Human gene for physical performance”,通过33名登山运动员的极限有氧耐力训练和123名部队军人力量训练的两个对照实验,证明了人体耐力、力量等身体素质的提高在某些基因上有着特定的表达,该研究从基因层面上证实了体能训练的效果和影响。

在体力活动的相关研究中,Mazzeo,RS(1998)的“Exercise and physical activity for older adults”是一篇代表作,他在美国2030年将步入老龄化社会的背景下,提出老年人的各项身体活动对提高生命质量的意义,其中着重强调了耐力训练和力量训练对帮助和改善老年人心血管机能以及帮助抵消肌肉质量损失的等方面有直接的作用。同年,Pollock ML(1998)也发表了一篇著名的文章“The recommended quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardio respiratory andmuscular fitness,and flexibility in healthy adults”,其共被引达到了89次。他认为,成人的运动处方中应包括有氧耐力、肌力和柔韧性三个方面的内容。指出,成人每周少于两次、强度低于最大吸氧量的40-50%、运动时间不超过10分钟的有氧耐力练习对提高体能效果不明显,但是日常短时间的体力活动可以进行累积达到健身的目的。这两篇研究为学者们提供了重要的前期研究基础,成为当今体力活动研究的奠基石。

表1 体能训练研究中的10篇关键节点文献

续表1

2.3 体能训练研究期刊的共被引分析

运行“Cited Journal”节点,可以识别出国际体能训练研究论文发表的期刊分布情况,而且还可以通过对核心期刊的文献共被引频次的分析反映出这一期刊所刊登的文献的作用及其影响力[6]。图2是利用CiteSpaceIII绘制的期刊共被引图谱。从图中能够清晰的看出,目前国际体能训练相关成果主要发表在以下几个刊物中:运动医学与科学杂志(Med SCISPORT EXER)、运动医学(Sports MED)、应用生理学杂志(J APPL PHYSIOL)、国际运动医学杂志(Int J SPORTS MED)、体能研究杂志(JSTRENGTH COND RES)、英国运动医学杂志(Brit JSPORTMED)、欧洲应用运动生理学杂志(Eur J Appl Physiol)、运动科学杂志(J SPORT SCI)等。结合表3得知,《运动医学与科学杂志》(Med SCISPOR EXER)是最大的一个节点,共被引频次达1 306次,其次是《运动医学》(Sports MED)和《应用生理学杂志》(JAPPL PHYSIOL)。中心性最高的期刊是《体育运动研究》(Res Q EXERCISE SPORT)、《体育运动科学》(JSPORT SCI)、《体育运动医学与科学杂志》(Med SCISPORTSEXERC)和《伦敦生理学杂志》(JPHYSIOL-LONDON),分别为0.19、0.14、0.12和0.11,说明这几份期是共被引期刊网络中最活跃的因子,链接并影响着其它期刊作用的发挥,而《体育运动科学杂志》(JSCIMED SPORT)是引文突增性最高的一份期刊,其值达16.8(2007年),后面是《国际运动生理学杂志》(Int J SPORT PHYSIOL)是15.58(2009年),《国际运动生理学杂志》(Int J SPORT PHYSIOL)为15.35(2008年)。以上期刊信息可为我国学者投稿提供参考,同时也是我国体育专业学术期刊的国际化发展中借鉴和学习的目标。

图2 体能训练研究文献的期刊共被引图谱

表2 信息检索模型研究文献的主要代表期刊

2.4 体能训练国际研究热点与前沿分析

2.4.1 国际体能训练研究热点分析

CiteSpaceIII通过“突变侦测算法”(Burst Detection Algorithm)对源数据中文章的题目、关键词、摘要等字段进行词频分析,频次高的关键词被确定为该研究领域的热点主题词[7-8]。在CiteSpace界面,选择keywords和Term可以生成由共引关键词和共引短语组成的热点主题图谱[5],如图3。从分析结果来看,这些热点词集中了两个研究方向的内容,一是以提高竞技运动成绩(performance)为目的的竞技性体能训练研究,其中strength(力量)、endurance(耐力)、power(爆发力)、rehabilitation(康复)、muscle strength(肌肉力量)、Program(训练计划)等成为该方向的研究热点。另一个以提高身体健康为目的健身性体能训练研究,并以“women”(妇女)、”children”(儿童)和“adolescent”(青少年)等体能训练的研究对象为代表,研究热点体现在“exercise”(身体练习)、“physical activity”(体力活动)、“body composition”(体成分)以及cardiorespiratory fitness(心肺耐力)等。

图3 国际体能训练研究热点主题词图谱

表3 国际体能训练研究的热点主题词

2.4.2 国际体能训练研究前沿的演进历程

利用CiteSpaceIII软件中提供的突增词探测(burst detection)技术可以考察词频的时间分布,并将其中频次变化率高的词(burst term)从大量的主题词中探测出来,依靠词频的变动趋势,确定国际体能训练研究的发展趋势[8-10]。运行CiteSpace软件后,一共探测出30个突增词,将这些突增词进行排序和分类后,可以发现国际体能训练研究的演进同样是按着竞技性体能和健身性体能两条路径开展的。(以下突增词后的括号内的数字分别代表年代和突增性)

竞技体能训练的研究从九十年代的肌肉力量训练(muscular strength)(1997,4.60)、爆发力(power) (1997,3.32)、训练强度(intensity)(1997,4.82)、疲劳(fatigue)(1998,4.60)和耐力训练(endurance)(1999, 3.76)发展到2000-2005年间的柔韧性(flexibility) (2000,4.20)、(muscle)肌肉(2001,4.74)、运动损伤(injury)(2001,5.12)、可靠性(reliability)(2002, 4.53)、耐力练习(endurance exercise)(2003,3.43)、训练周期(periodization)(2004,4.93)。2005年至2010年间人体核心区(lumbar spine)(2006,5.67)、核心稳定性(core stability)(2006,4.46)、核心力量(core strength)(2010,3.28)以及不稳定性(instability) (2010,3.84)的研究成为主流。2010年后训练计划(training program)(2011,4.07)、速度训练(velocity) (2014,3.26)以及训练的有效性(validity)(2014, 3.66)成为研究热点。

大众健身性体能训练的研究对象集中体现在儿童(child)(1997,突增性为4.86)、妇女(woman)(1997, 7.46)以及青少年(youth)(2011,4.02)。研究内容主要包括体能(physical fitness)(1997,4.65)、身体练习(exercise)(1998,4.33)、能量消耗(energy expenditure)(1998,3.45)、平衡(balance)(1999,3.63)、体力活动(physical activity)(2000,4.65)、随机对照试验(randomized controlled trial)(2003,3.66)。2005-2010年同样开始了核心力量和核心稳定性的研究,同时还增加了腰痛(low back pain)(2005,3.32)、阻力训练(resistance training)(2006,3.85)、自主性神经系统(autonomic nervous system)(2007,4.55)等内容。2010年后青少年(youth)(2011,4.02)体重的超重问题(overweight)(2012,4.85)代表了这一方向研究的新趋势。可见,竞技性体能和大众健身性体能两条演进路径在2005-2010年出现相叉,说明核心稳定性和核心力量的研究成为两个研究方向共同的主题焦点。(见图4)

图4 不同时期体能训练研究热点与前沿

3 结论

(1)国际体能训练研究的发文量美国居首,其次是加拿大、澳大利亚、英国。美国的潘宁顿生物医学研究中心(Pennington Biomed Res Ctr)、圣保罗大学(Univ Sao Paulo)、芬兰的于韦斯屈莱大学(Univ Jyvaskyla)、加拿大的多伦多大学(Univ Toronto)、丹麦的哥本哈根大学(Univ Copenhagen)是体能训练研究的主要机构。我国发文量居第11位,在2009年发文量出现突增,且有一定的国际合作研究成果。

(2)体能训练研究的10篇经典文献中相关体能训练方法的研究有6篇,其中以足球运动员体能训练方法为代表,另外还有2篇运动损伤的预防和2篇成人体力活动状况的研究。值得一提的是Montgomery HE(1998)一篇关于体能与基因表达关系的研究在《NATURE》上发表。这些文献具有较高的中心性和共被引频次,是支撑国际体能训练研究的关键文献。

(3)目前国际体能训练相关成果主要发表在以下刊物中:运动医学与科学杂志(Med SCI SPORT EXER)、运动医学(Sports MED)、应用生理学杂志(JAPPL PHYSIOL)、国际运动医学杂志(Int J SPORTS MED)、体能研究杂志(JSTRENGTH COND RES)、英国运动医学杂志(Brit JSPORTMED)。

(4)国际体能训练研究热点有竞技性体能和健身性体能两个方向,2005-2010年在核心力量和核心稳定性的研究中二者出现交集。2014年速度训练、训练计划和训练的有效性等成为竞技性体能训练的研究热点,而大众健身性体能研究则集中在青少年超重的问题上。

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Analysis on International Research Focus and Frontier of Physical Fitness Training

Yu Hong-Yan1,Liu Min2
(1.Shanghai JiaoTong University,Shanghai,200240;2.TongJi University,Shanghai,200092)

Objective:To reveal the evolution path from 1997-2014 of research hotspots and research fronts of physical fitness training.Methods:A total of 1888 papers published between 1997 and 2014 are retrieved from Wed of Science with a topic search of physical fitness training.Scientific knowledge national Atlas analysis techniques are used to analyze the international physical training research characteristics.Results:USA published the largest number of paperswith Pennington Biomed Res Ctr and Univ Jyvaskyla etc.as themain research institutes.Leetun DT、Montgomery HE,KraemerWJand Pollock ML are the powerful authors;Med Sci Sport Exer,Sports Med,JAppl Physiol,Int J Sports Med,JStrength Cond Res are the core journals that publish the articles in the field.The analysis of research frontier and its evolution path reveals that the international researches on physical fitness training develop in two different directions of competitive fitness training and health fitness training.There appeared a kind of overlap between the two in the researches of core strength and core stability between 2005 and 2010.

physical fitness training,Cite Space,research focus,research fronts,visualization analysis

G804.2

:A

:1001-9154(2014)10-0079-06

G804.2

:A

:1001-9154(2014)10-0079-06

2012年上海市教育委员会科研创新重点项目(项目编号:12ZS027);上海交通大学文科科研创新基金项目(12TS04)

于红妍(1976-),女,体育学博士,副教授,研究方向:体能训练及体质测量与评价。

2014-06-18