国际儿童青少年身体活动研究的学科特征、动态演进与前沿热点解析

张 健，孙 辉，张建华，刘振铎，蔡 峰，张金波



国际儿童青少年身体活动研究的学科特征、动态演进与前沿热点解析

张 健1，孙 辉1，张建华2，刘振铎1，蔡 峰3，张金波1

1.华东师范大学 体育与健康学院, 上海 200241; 2.西北师范大学 体育学院, 甘肃 兰州 730070; 3.广东科技学院 体育学院, 广东 东莞 523083

运用文献资料调研、可视化分析与数理统计等方法，对国际儿童青少年身体活动研究的学科特征、动态演进与前沿热点进行分析。结果显示：1）在该领域相关研究成果的学科特征方面，主要表现为以体育科学、心理学、教育学、儿科医学以及环境科学等学科为首的多学科交叉与知识融合网络已基本形成，且以信息、资源获取与共享为比较优势的国际间科研合作正在逐步加强；2）在国际儿童青少年身体活动跨学科研究的学科耦合特征方面，以医学研究为支撑的儿童青少年身体活动领域的相关研究成果，同样为环境与营养学、分子生物学、儿科学与内科学等其它学科的相关研究提供了知识、信息与方法支撑；3）依据研究热点时区视图与高突现关键词，将国际儿童青少年身体活动研究的演进脉络，分为基础发展期、快速发展期和高速发展期3个阶段，不同阶段研究重点、热点内容的历时性演变受经济、社会的发展水平以及儿童青少年身体活动水平的直接影响；4）国际儿童青少年身体活动研究的前沿热点，主要聚焦于体育环境与运动参与，身体活动的测量与评价，身体活动与身心健康促进，久坐行为与超重、肥胖症的预防与干预等方面。

久坐行为；环境；身体活动；学科特征

身体活动是指任何由骨骼肌收缩引起的导致能量消耗的身体移动，主要包括休闲锻炼活动、社区活动、居家活动、交通活动以及与个体职业相关的活动[21]。运动是身体活动的下位概念，所有的运动都属于身体活动，但并非所有的身体活动都是运动。受社会、科技、金融、工商业等多因素的驱动，国际儿童青少年身体活动不足与久坐行为等不健康生活方式，以及超重、肥胖相关流行病的蔓延正在快速发展[27]。与成人的超重、肥胖症类似，儿童青少年群体的超重、肥胖症已成为国际公共健康领域的严重威胁之一。早在20世纪80年代初，与超重、肥胖儿童青少年身体活动相关的研究成果就已出现[18]，伴随着国际儿童青少年超重、肥胖症的盛行，以及来自不同国家、社会组织、家庭对这一人类发展问题的多维度积极关注，世界各国参与研究的人数以及科研成果总量呈快速增长态势。基于此，笔者通过对近30年国际儿童青少年身体活动研究的学科特征、发展历程及其前沿热点进行梳理，既希望使该领域的关注者以及研究者，从宏观与微观层面全面、理性认识国际儿童青少年身体活动研究取得的成绩与存在的不足，同时也希望相应的研究结果为进一步研究我国儿童青少年身体活动参与，有效预防、干预儿童青少年超重、肥胖等流行病提供一些有益的参考与帮助。

1 数据来源、研究工具与分析策略

1.1 数据来源

数据来源于Web of ScienceTM核心合集的SCI（science citation index）、SSCI（social science citation index）、SCIE（science citation index expanded）以及A&HCI（arts & humanities citation index）数据库。检索主题词为“儿童青少年身体活动”，通过设置检索结果呈现类型为“article”，语种为“english”，并以#1“physical activit* or sport* activit* or sport* participat* or physical Exercise* or physical participat* or physical education”与#2“primary school children or child* or Teenagers or young boys and girls or teen-agers or youngsters or pre-school child* or adolescent* or youth or young adult*”为主题词，对1987—2017年间Web of ScienceTM核心合集数据库中收录的儿童青少年身体活动研究成果进行检索，得到文献检索数据分别为30239篇、434721篇；在该次检索结果的基础上，研究者再次以#3（#1 and #2）为主题词进行联合检索，并对缺少文献标题、作者、摘要、关键词、参考文献以及出版物信息的相关索引文献进行筛选与提炼，将得到的3406篇文献作为最终研究数据。数据检索时间为2018年7月14日，数据库数据最新更新时间为2018年7月13日。

1.2 研究工具

美国德雷克赛尔大学信息科学与技术学院的陈超美教授借助引文分析理论，对ACA（author cocited analysis）的应用范围进行了扩展，并利用Java计算机编程语言开发了CiteSpace V。运用该软件对文献的学科、关键词、被引频次等特征信息进行重组，可以实现分析结果的图片化输出，以便精确追踪与分析这一研究领域的前沿热点与动态演进历程[23]。

1.3 数据分析策略

特定时间内相关成果的隶属学科以及成果之间的学科耦合特点直观体现了该领域的学科特征。整个研究领域演进脉络的划分依据则是由高频词、高中心值的关键词，以及同期的高频次被引文献3者共同决定的。领域前沿热点的归类则是通过CiteSpace V软件中的关键词与特征词共现聚类的时间线图，并结合关键词的突现频次和中心值予以实现。数据分析过程中涉及的关键性数据指标也需对其意义进行说明：首先，关键词是对文献核心内容的高度提炼，是作者学术思想和理念的高度浓缩。从知识论的角度进行审视，频次和中心性高的关键词一般都是一段时间内众多研究者共同关注的问题，也即是研究的热点和前沿[1]。其次，中介中心性（betweenness centrality，简称中心性）是测度节点在网络中重要性的一个指标，是揭示文献之间知识流动规律的一种方法，CiteSpace中使用此指标来发现和衡量文献的重要性[23]。最后，中心值（centrality）则是以上指标重要性的进一步量化，更确切的说它是中介中心性的数字呈现。

2 研究结果与分析

2.1 国际儿童青少年身体活动研究的学科特征

2.1.1 国际儿童青少年身体活动研究的学科计量学特征

首先，在CiteSpace V运行窗口的功能区对参数进行设置，运行软件得到国际儿童青少年身体活动研究的学科分布图（图1）。图谱数据显示，在过去的30年间共有71个学科的相关专家、学者在关注该领域，研究成果之间产生了88次学科耦合交叉。国际儿童青少年身体活动研究不仅仅局限在体育科学领域，其与心理学、生理学、内科学、健康科学以及营养学等众多学科同样存在研究成果的交叉与融合。从不同学科的中介中心性进行审视，国际儿童青少年身体活动研究学科共现网络图谱共有7个关键节点，除体育科学（学科中心值=1.11，下同）之外的6大学科分别是：心理学（1.66）、教育学与教育研究（0.77）、公共健康、环境与职业健康（0.64）、儿科医学（0.54）、人类基因工程学（0.34）、生态环境科学（0.26）。以上学科与其他学科之间存在较多的连线，部分连线较粗且颜色较深，一方面说明这7个学科的相关研究成果在国际儿童青少年身体活动研究领域具有较高的学术价值；另一方面则体现出该领域已经形成了独特的多学科交叉与知识融合网络，且相关学科对儿童青少年身体活动研究的实验设计与研究方法选取、实验过程监控与结果呈现以及研究内容的扩展与完善等方面发挥了不同程度的促进作用。

图1 国际儿童青少年身体活动研究的学科分布图

Figure1. The Cluster of Main Subjects of International Physical Activity Research for Children & Adolescents

为了凸显不同学科的重要性及其学术贡献，研究者对图1数据进行提炼与转化，得到近30年国际儿童青少年身体活动研究成果的主要学科信息（表1）。相关研究曾指出，当CiteSpace V可视化指标的中心值高于0.1，说明其对某一研究领域具有较高的贡献度[23]。而在儿童青少年身体活动研究领域发文量居于前10位的学科中，心理学（Psychology）、公共健康、环境与职业健康（Public, Environment & Occupation Health）、儿科医学（Pediatrics）、体育科学（Sport Science）、教育与教育研究（Education and Educational Research)、社会科学（Social Science)、营养学（Nutrition & Dietetics）等学科的中心值均高于0.1，说明以上7个学科在国际儿童青少年身体活动研究领域具有较高的价值。当依据不同学科的中心值进行排序，发现可视化数据中存在部分低发文量而高中心值的潜优势学科（11～16），以这部分潜优势学科为知识基础产出的研究成果虽然数量较低，但是其对国际儿童青少年身体活动领域却有着积极影响，尤其是以青少年基因工程学（Engineering）、环境科学与生态学（Environmental Science & Ecology），以及环境心理与人工智能等应用心理学（Applied Psychology）为首的边缘学科，相关研究成果同样具有较高的学术影响力（学科中心值均＞0.1）。

表1 国际儿童青少年身体活动研究领域主要学科信息表

注：数据依据CiteSpace分析结果统计整理，下同。

2.1.2 国际儿童青少年身体活动多学科研究的耦合特征

西方学术界对“多学科研究”（interdisciplinary studies①）的关注与推动，早在20世纪20年代就已十分显著②，从这个意义上说，整个20世纪并不仅仅是学科制度与学科知识持续积累、强化的时期，同时也是多学科研究的成长期与发展期。进入21世纪之后，国际儿童青少年身体活动领域的多学科研究成果呈现逐年增长的趋势，笔者以“多学科”（interdisciplin* or multidisciplin* or transdisciplin* or crossdisciplin*)以及“儿童青少年身体活动”（#1“physical activit* or sport* activit* or sport* participat* or physical Exercise* or physical participat* or physical education”and #2“primary school children or child* or Teenagers or young boys and girls or teen-agers or youngsters or pre-school child* or adolescent* or youth or young adult*”)为检索词在“主题”中进行检索（检索时间段为2000—2017年，检索时间为2018年7月14日），共检索到513条记录。统计、分析相关目标文献得出以下结论：1）该区间内国际儿童青少年身体活动研究领域与多学科相关的研究成果呈逐年上升趋势，其中2000—2005年发表相关论文64篇（占研究成果总数的12.48%，下同），2006—2010年为126篇（24.56%），2011—2015年为208篇（40.55%），2016—2017年成果产出量达115篇（22.42%）；2）儿科医学、健康领域与多学科相关的研究成果占国际儿童青少年身体活动研究总产出的51.40%，其中儿科医学、公共健康、环境与职业健康、营养与饮食、机体生理系统内分泌与代谢是国际儿童青少年身体活动领域多学科研究的前4大学科；3）根据论文第一作者所在国家（地区）进行统计，发现该领域进行多学科研究且发文量最多的5个依次是美国（181篇、35.28%）、加拿大（43篇、8.38%）、澳大利亚（38篇、7.41%）、荷兰（40篇、7.80%）、英国（37篇、7.21%），而我国在此领域进行多学科研究的总体实力相对较弱（5篇、0.975%）。美国的哈佛大学（14篇、2.73%)、以色列特拉维夫大学（13篇、2.53%)、西班牙萨拉戈萨大学（11篇、2.14%）是2000—2017年国际儿童青少年身体活动研究领域多学科研究成果产出量相对集中的机构。

运用CiteSpace V软件对1987—2017年国际儿童青少年身体活动领域的3 406篇文献进行学科的双图叠加，并通过S-core简化按钮合并相关连线，得到国际儿童青少年身体活动研究的学科耦合图（图2）。双图叠加的学科耦合图谱由两部分组成，第1部分是由全部来源数据（3 406篇）的参考文献构成的学科分布图，第2部分则是全部来源数据的施引文献组成的学科分布图，前后两部分以国际儿童青少年身体活动为研究中介形成了明显的多学科研究交叉，并将不同学科之间的学科耦合关系、发展趋势以及基础学科以连线的形式予以直观呈现。美国著名多学科研究学者纽厄尔（William H.Newell）曾指出：“理解多学科研究中学科的角色是理解多学科的关键”[79]。图2中第1部分图像信息显示，有关儿童青少年身体活动领域的研究主要参考了数学、体育科学、康复医学、生态学、分子生物学与免疫学、心理学、教育学等主要学科的相关成果，同时以上学科作为国际儿童青少年身体活动研究的理论基础与知识来源，为后续该领域的理论研究和应用研究提供了研究视角、方法和范式的学科支撑。结合两部分的连线以及第2部分图像信息，发现过去近30年的儿童青少年身体活动研究同样对计算机科学、环境科学、营养学、病理学、生物学、社会学、心理学、儿科医学、护理学、经济学等学科的发展产生了深远影响。尤其是儿童青少年身体活动领域的医学研究与其他学科中的环境与营养学、分子生物学、健康学、体育科学研究之间连线较粗，说明以上学科在该领域的研究成果中产生了明显的交叉与互动，并随着科学研究知识异质性、杂糅性、复合性、学科互涉性等特征的逐步加强，致使科学研究中一直以学科所主宰的学术机构“显结构”与以多学科研究为特征的“隐结构”之间的平衡发生了变化[40]。 

2.2 近30年国际儿童青少年身体活动研究的动态演进

对国际儿童青少年身体活动研究领域内不同时间段上的高频次和高中心性关键词进行分析，可以清晰地梳理出近30年相关研究的阶段性变化以及研究热点的更迭历程。因此，借助CiteSpace V的时区视图功能，将1987—2017年国际儿童青少年身体活动领域内的热点主题从时间维度上予以呈现，并分析该领域的动态演进脉络。国际儿童青少年身体活动研究高频关键词从1991年开始出现，并随着时间的推移在后续研究中不断转换与更新，使该研究领域的前沿热点一直保持动态变化。统计CiteSpace V后台运行数据，发现具有高中介中心性与高频次的关键词出现在2001年与2009年，与之相对应的时区化视图节点对分析国际儿童青少年身体活动研究的热点形成、发展走向以及演进历程具有重要的价值与意义。根据国际儿童青少年身体活动研究热点时区视图（图3）与该研究领域高突现关键词及其中心性统计数据（表2），并结合同时期被引频次较高的相关文献，将1987—2017年国际儿童青少年身体活动研究的演进脉络分为以下3个阶段。

图2 国际儿童青少年身体活动多学科研究的双图叠加图谱

Figure 2. The Double Map Overlay of Physical Activity Research Category for Children & Adolescents

图3 国际儿童青少年身体活动研究热点演进的时区视图

Figure 3. The Time-zone Viewing Map of International Physical Activity Research Hotspots for Children & Adolescents

表2 1987—2017年儿童青少年身体活动研究高频词与其中心值（Top 10）

第1阶段基础发展期（1991—2000年）：该阶段的相关研究成果主要探讨健康体适能与儿童青少年身体活动参与的关系，运动干预对儿童青少年群体肥胖以及心血管疾病控制与预防的有效性。基础发展期的研究成果中共有256篇论文涉及儿童青少年身体活动研究，其中突现率较高的关键词主要有：健康（health）、练习（exercise）、健康体适能（fitness）、行为（behavior）、有效性（validity）以及可靠性（reliability）等，以上关键词的中介中心值均高于0.20，一方面说明它们在该领域内具有较高的学术影响力，另一方面也体现并代表了国际儿童青少年身体活动研究的前沿热点。将这些关键词与高被引文献进行结合，可以清晰、直观的归纳出该阶段的重点研究内容及其随时间变化的趋势。对1991—2000年相关研究成果的共被引文献进行图谱聚类（以find clusters为聚类方式，keyword为聚类命名，LLR为聚类算法），发现儿童青少年身体活动水平与评估[44]，高风险儿童青少年人群身体活动计划、方案的设计与康复实践[19]，身体活动强度与能量耗散及监控[74]，以及国家、社会（社区）、学校、家长与教师对儿童青少年身体活动参与的支持与激励[14]等主题，是儿童青少年身体活动研究领域基础发展阶段的重点研究内容。1987—1995年国际儿童青少年身体活动研究的年成果（论文）产出量基本维持在25篇以下，自1996年世界卫生组织（WHO）发布了身体活动指导性文件《身体活动与健康（Physical Activity and Health）》，首次借助循证医学的研究方法将身体活动与健康的关系予以明晰，随后该领域内实证与综述性研究的成果年产出量迅速增加，1996—2000年儿童青少年身体活动研究的全球年论文产量维持在30篇左右，且由不同国家组成的联合研究机构产出的学科交叉研究成果也已开始浮现[33,42]。

第2阶段快速发展期（2001—2008年）：该阶段国际儿童青少年身体活动研究领域成果产出量呈指数增长，2008年（145篇）全球论文数量是2001年（35篇）的4.14倍，研究成果中高频词和高中心值关键词主要有：肥胖（obesity）、超重（overweight）、身体活动（physical activity）、健康（health）、能量消耗（energy expenditure）、体重指数（body mass index，BMI）等，对2001—2008年相关研究成果的共被引文献进行图谱聚类，发现快速发展期的研究重点主要集中在以下几个方面：在基础发展期研究成果的基础上，更加注重身体活动与儿童青少年个体健康相关性的实证研究[61]，身体活动与不同年龄段儿童青少年能量耗散的监控[58]，体重指数(BMI)的变化以及超重、肥胖等流行病的预防与运动康复[50]，身体活动模式的设计与干预[72]。加拿大在2004年组织并召开了全球儿童青少年身体活动研究论坛，邀请了32个国家和地区参与儿童青少年身体活动研究的近百名专家进行了学术交流[2]。该会议是快速发展阶段的标志性事件，同时对于加速全球儿童青少年身体活动研究的进程具有里程碑意义。2005年加拿大又根据不同人群制定了相应的身体活动手册，并发布了全球首份《儿童青少年身体活动报告》[9]，随后，其他国家相继依据加拿大构建的儿童青少年身体活动评价指标体系，构建并发布了各自国家的《儿童青少年身体活动报告》，进而加速了全球儿童青少年身体活动理论与实践研究的进程，该阶段内相应的成果产出量呈快速增长趋势。与第1阶段相比，该阶段无论是在研究主题、内容的广度上，还是实证研究方法、干预实验设计以及逻辑论证的深度上，都在前一阶段的基础上实现了量的突破与质的提升。

第3阶段高速发展期（2009—2017年）：该阶段内的儿童青少年身体活动研究论文数量（2 476篇）在前两个阶段的基础上实现高速增长，成果数是前两个阶段总和的2.80倍。其中超重（overweight）、有效性（validity）、身体活动（physical activity）、肥胖（obesity）、环境（environment）、健康体适能（fitness）与久坐行为（sedentary behavior）7个关键词既是该领域的高频词，同时也是高中介中心值词（中心值＞0.1），是近10年国际儿童青少年身体活动研究的前沿热点主题词，同时又引领着该领域相关研究的前进方向。通过对该阶段相关成果的共被引文献进行图谱聚类，发现快速发展期的研究重点主要有以下几个方面：基于大样本数据的区域及国际儿童青少年身体活动水平及其相关影响因素的横断面研究[6,54]，不同年龄段学龄儿童身体活动特征的多年历时性跟踪调查[62]，身体活动测量与评价相关方法的研究进展与突破创新[80]，不同人群身体活动参与和城市、社区建筑环境以及学校、家庭环境的相关性研究[10,78]，社会学视角下身体活动不足以及久坐行为与儿童青少年患超重、肥胖等流行病的营养学与生物学机制[41]。该阶段实现了由基础发展期研究内容、方法的相对分散，并经快速发展期在广度和深度上的进一步拓展，向高速发展阶段点面结合的深度综合化研究演变。纵观近30年国际儿童青少年身体活动研究的动态演进历程，同样呈现出其它学科领域研究过程中的高度非均衡性发展特征，这一趋势反映了国际儿童青少年身体活动研究内容、方法以及学科发展过程中分化与综合的对立与统一。

通过梳理近30年国际儿童青少年身体活动领域热点主题的发展脉络，发现该领域研究热点的演进更迭呈现出一定的阶段性特征。早期阶段（1987—2000年）的研究者主要关注于儿童青少年身体活动的测量与评价，具体内容涉及认知、动机、人体生物学指标（心率、血压、肺活量等）与身体活动参与率以及运动强度、频率的量化关系，评价方法主要有观察法、问卷法、加速度计测试法等主客观测量法；调查（实验）对象的人数较少，这种始于小样本实证研究而得到实验结果，其大面积推广的适用性和有效性受实验条件与方法的限制。进入中期阶段（2001—2008年），部分测量方法在前一个阶段的基础上实现突破、创新，此时双标水测试法、3轴加速度计运动传感器测试法、Meta分析法以及电子问卷调查法的问世，促使国际儿童青少年身体活动领域中实验结果的信效度逐步提升，由于以上各种先进研究方法保障了实验结果的准确性，促使早期阶段研究者所关注的主、客观测试方法的优劣性在此阶段已初步达成共识。该阶段的研究热点转向为以人口大基数为主的横断面研究，主要围绕儿童青少年群体身体活动在不同时间段内的能量摄入与耗散，并通过身体活动模式的设计、量化，寻求达到干预儿童青少年超重、肥胖等流行病的目的。进入国际儿童青少年身体活动研究的第3阶段（2009—2017年），相关研究者则从社会学[69]、生态学[43]、人类学[83]与环境科学[24]等学科视角，系统审视与研究影响国际儿童青少年身体活动参与的城市、社区建筑环境[34]以及学校、家庭运动环境[57]，积极倡导并构建不同区域的儿童青少年身体活动运动建成环境。与近30年国际儿童青少年身体活动微观研究热点演进走向相对应，宏观视角下的国际儿童青少年身体活动研究主线，则是始终围绕儿童青少年身体活动不足与该群体超重、肥胖等流行病的干预与预防。相关研究者从不同视角切入，探讨利用身体活动如何预防并改善儿童青少年超重、肥胖等一系列问题。然而，需要明确的是，在如何有效改善儿童青少年群体身体活动不足方面，相关运动实践研究的干预效果以及目标达成度一直表现的差强人意。

2.3 国际儿童青少年身体活动研究的前沿热点分析

关键词和特征词是对研究主题的高度凝练、概括，是研究成果的核心，同时也是对文献主体内容最准确、最直观、最简洁的表达，它们共同体现与彰显了研究者的主旨思想。通过对关键词和特征词共现聚类，既可以找到某研究领域不同时间段内的重点研究主题及其之间的内在联系，同时也可以准确归纳出该研究领域的前沿热点[53]。因此，对儿童青少年身体活动研究成果的关键词和特征词进行可视化分析，可以准确、明晰的掌握该领域的研究热点和前沿动向。运行CiteSpace V得到儿童青少年身体活动研究关键词与特征词共现聚类的时间线图（图4），图中节点代表的是该领域中的高频突现关键词与主题词，节点的大小反映的是该关键词出现的频率以及在该领域中的重要性程度，同时也代表着国际上儿童青少年身体活动研究的前沿和主要动向。由于语种的原因和研究的需要，笔者将CiteSpace V运行结束后的数据导出，对adolescent与childhood、youth，validity与validation，以及obesity与childhood obesity等内涵和外延相同或相近的主题词、特征词进行合并处理，得到国际儿童青少年身体活动研究领域高频词和高中介性关键词表（表2）。

图4 国际儿童青少年身体活动研究关键词与特征词共现-聚类的时间线图

Figure 4. The Time-line Map of Keyword and Term in International Physical Activity Research for Children & Adolescents

将图4中的相关节点与表2中的统计数据进行对比，发现青少年（adolescent）是最大的节点，但由于其本身就是儿童青少年身体活动研究领域的指代词，因此adolescent（青少年）与youth（青年）、children（儿童）3个高频词并无实际的学术内涵。而肥胖（obesity）、健康（health）、身体活动（physical activity）等关键词与特征词则是该领域出现频次排在前10位的高频词（表2），它们共同引领着近30年国际儿童青少年身体活动领域的研究走向。除此之外中介中心值高于0.1，且在该领域具有较强影响力的热点关键词与特征词包括：validity（0.43）、heart rate（0.27）、diet（0.20）、energy expenditure（0.16）、blood pressure（0.15）、reliability（0.11）、perceived competence（0.11）、energy intake（0.10），他们共同围绕adolescent（青少年）、overweight（超重）、obesity（肥胖）、physical activity（身体活动）以及health（健康）等关键词构成了国际儿童青少年身体活动研究的热点。纵观近30年国际儿童青少年身体活动研究的相关研究成果，发现该研究领域的前沿热点正是由以上高频关键词与特征词聚集而成。综合国际儿童青少年身体活动研究动态演进脉络的3个阶段特征以及高频关键词与特征词的共现聚类图谱，发现儿童青少年身体活动研究的前沿导向始终与全人类所关注的热点问题保持一致，即通过对全球儿童青少年身体活动与身心健康领域的相关影响因素，以及二者之间的多因变量与解释变量进行系统阐述并开展实证研究，以及对相关理论、视角与研究方法的不断创新，从多角度探讨儿童青少年身体活动与健康促进的理论与实践问题。通过CiteSpace V对国际儿童青少年身体活动研究相关文献的关键词与特征词进行聚类，并结合其后台运行数据，将近30年国际儿童青少年身体活动研究的前沿热点归纳如下。

2.3.1 身体活动对儿童青少年个体身心健康的促进研究

儿童青少年身体活动与身心健康促进研究领域的热点主题于1991年开始突现（图3）。健康问题作为全人类所共同关注的焦点，儿童青少年身心健康与身体活动参与度的相关性研究，以及运动干预对儿童青少年群体肥胖、心血管疾病控制与预防的有效性研究，在20世纪90年代初成为了本领域的研究热点。健康问题（#0 health）单独作为1个研究热点聚类，与其相关的研究一直延续至今，说明该热点具有长期研究的连贯性和持续性。身心健康（health）与儿童青少年群体的肥胖问题（#1 obesity），以及运动促进健康（fitness）与儿童青少年个体肥胖预防、干预（#5 obesity prevention）的有效性问题，相互之间存在明显的且时间延续较长的共现-聚类时间线（图4），一方面说明以上两组研究主题之间存在较强的内在关联性，另一方面也说明健康问题一直是近30年全球儿童青少年身体活动研究领域重点关注的研究热点之一。

国外相关研究早已证实了身体活动水平与健康之间的内在联系[28,77]。身体活动对健康的促进作用，是建立在儿童青少年个体遗传基础上的居住环境、运动行为与生活方式的综合效应，它通过特定的运动负荷（身体活动总时间与强度）刺激个体的相关器官与系统，不断提升与改善其生理机能与运动性能，以此强化、完善与健康相关的生理指标和体质健康指标[15]。身体活动水平与儿童青少年个体的身心健康两者之间有着辩证的能动性，具体表现在负荷适宜的经常性身体活动可以有效改善儿童青少年的身心健康，相反，儿童青少年个体的健康状况同样影响着其身体活动的参与率。Bouchard[16]认为，身体活动并不是决定儿童青少年身心健康的唯一因素，个体的遗传基因，经济与生活水平，居住地的人文环境与自然环境，社会人际关系处理能力，以及情绪的调节与控制能力共同对健康产生综合影响。通过对学龄儿童、青少年的身体活动、心理健康、幸福感与其人生目标之间的关系进行以大样本为基础的个案量化实证研究，Piko[55]发现，经常参加身体活动的学生具有更高的自我感知健康能力和社会适应能力，以及更低水平的抑郁症状和更高水平的生活满意度。若以身体活动的健身功能视角审视以上研究成果，则会发现儿童青少年的身体活动本身并不是一种最有效的心理健康行为。因此，在未来儿童青少年的健康计划中，应该采取与儿童青少年心理健康有关的体育教育方法，以改善并提高儿童青少年身体活动的心理社会效益。

儿童青少年超重、肥胖患病率的增高，是对该群体健康造成长期影响的一个主要问题，相关研究成果指出，身体活动不足（under-exercising）与高脂肪食物的过量摄入并不是导致儿童青少年超重、肥胖的独立危险因素[29]。相反，当遗传因素与身体活动不足、高脂肪膳食三者协同作用于同一个体时，儿童青少年患超重、肥胖的概率明显增大。随着儿童青少年超重、肥胖症的日益流行，饮食与身体活动成为控制与预防儿童青少年超重、肥胖的积极干预措施，尤其是身体活动可以有效降低儿童青少年患超重以及肥胖等流行病的风险。超重和肥胖儿童的规律性身体活动对体重控制有额外的益处，如改善生活质量[68]。虽然不同儿童青少年个体的身体活动水平存在较大差异，并可能受到生理、心理、社会文化和环境因素的影响[33]，但与健康体重儿童青少年相比，超重、肥胖儿童青少年在身体活动参与过程中，其部分运动功能虽然会受到限制，却并不影响其享有与健康体重儿童青少年个体同等参与身体活动的机会[38]。儿童青少年阶段是学习、掌握运动技能以及培养终身体育习惯的关键期，因此，社区体育志愿者，体育教师与父母均应抓住这一关键时间点，针对儿童青少年这一特殊群体开展身体活动对身心健康益处的知识普及，并为其提供参与身体活动的指导信息与运动规划[84]，通过提高儿童青少年身体活动的参与率，达到有效预防超重、肥胖症的蔓延，促进儿童青少年身心健康的目的。

2.3.2 久坐行为与儿童青少年超重、肥胖的相关性研究

肥胖（#1 obesity）与超重（#9 overweight）问题一直是国际儿童青少年身体活动研究领域的热点主题（图4），两者在该领域具有较高的突现频次（表2），通过分析国际儿童青少年身体活动研究领域关键词与特征词的共现、聚类时间线图，发现20世纪90年代末，久坐行为（sedentary behavior）、体重指数（body mass index）与肥胖聚类（#1 obesity）已经形成了较为明显的共现聚类关系，而在同时期的儿童青少年超重、肥胖预防方面，个体身体活动能量耗散（energy expenditure）与肥胖预防（#5 obesity prevention）同样形成了持续时间较长的共现聚类关系。说明久坐行为（SED)与儿童青少年超重、肥胖的相关研究同样是近20年国际儿童青少年身体活动领域的研究热点。

儿童青少年身体活动研究领域的相关学者一直致力于久坐行为、身体活动不足与个体超重、肥胖症方面的相关探索，至于它们之间是否存在相关性，现有研究结果显示不同学者之间仍存在一定的学术分歧。Vander[75]等认为，该领域的相关研究不足以推断出儿童青少年身体活动不足与久坐行为相关的结论。Herman[37]等使用加速度计测量了肥胖儿童的身体活动（PA）和久坐行为（SED），并用自我报告量表单独测量了该群体的特定久坐行为（SED），在对受试者的身高和体重进行进一步常规测量的基础上，探讨了肥胖儿童的身体活动（PA），久坐行为（SED）和体重指数（BMI）与健康自评（SRH）的相关性，结果显示，肥胖与男、女不同性别儿童的SRH呈负相关，PA与男孩的SRH呈正相关，SED行为与女孩的SRH相关。Laguna等[45]则通过测量儿童青少年的人体形态学指标（身高、体重和体重指数），并用加速度计测量其PA强度，将获得的数据依据个体的肥胖状况、性别和年龄进行分组并统计，结果显示所有受试者的身体活动水平均不足，尤其是超重和肥胖儿童青少年的身体活动不足最为明显。有证据显示，在身体活动参与率下降的同时，儿童青少年的久坐（看电视、玩游戏）时间显著增加，这一趋势可能与个体的肥胖有关[31]。Roman等[60]认为，无论体重状况如何，体力活动减少的儿童青少年其心理健康状况与总体生活质量均显著降低（＜0.05），而与超重参与者相比，肥胖者的心理、生理和总体生活质量同样显著降低（＜0.05）。综合以上研究成果发现，儿童青少年身体活动不足已经成为一种常态化趋势，目前虽然不能确定SED是否是造成儿童青少年PA不足的主要原因，但可以确信的是PA不足已经直接影响到了超重、肥胖儿童青少年的身心健康和生活质量。

在儿童青少年久坐行为、身体活动不足与能量摄入、耗散的平衡性研究方面，Maffeis[48]等通过为期4年的纵向跟踪研究，发现父母肥胖（基因、遗传）是造成儿童青少年超重、肥胖的主要原因，而身体活动负荷（量与强度），营养物质的摄入量，以及能源物质的利用与耗散率等，并不是儿童青少年超重、肥胖的原始致因。相反，它们却是对儿童青少年超重、肥胖症进行干预的有效监控指标。虽然目前还不能从生理与医学角度给出SED与儿童青少年超重、肥胖存在显著相关性的生物学证据，但是，以增加能量消耗为目的的身体活动却是治疗儿童青少年超重、肥胖的重要手段[53]，且规律性的参与特定强度的身体活动同样可以改善肥胖、超重儿童青少年的内分泌代谢和心理健康。超重、肥胖曾被认为是儿童青少年最常见的机体能量失衡症状，人体能量摄入过多的同时PA不足导致能量消耗减少，最终使个体的能量监管平衡能力丧失[35]。近期的研究显示，PA不足和机体能量过剩是儿童早期肥胖症的主要驱动因素[12]，为了扭转儿童肥胖率上升的趋势，家庭、学校与社区应联合制定涉及多因素、多机构参与的儿童青少年超重、肥胖预案[11]，通过开展教育干预，使儿童青少年有意识的控制自身脂肪摄入量，并引导儿童青少年积极参加自主性身体活动和中高强度的身体锻炼，有效降低SED的发生率。而对于患有超重症的儿童青少年，则应进行个别干预以防其进一步发展为肥胖症。综合分析相关研究成果，发现该领域的研究者主要将研究视角聚焦于儿童青少年个体的能量摄入（饮食）、累积（SED与PA不足）以及耗散（motor activity and sport）3个维度，集中探讨了PA不足、SED以及儿童青少年患超重、肥胖症之间的相关性，并对超重、肥胖症的预防与干预从社区、学校和家庭3个场域给出了方案制定的顶层设计，为后续该领域儿童青少年超重、肥胖症的预防，以及干预方案的贯彻实施，相关实证研究的开展做出了积极的贡献。

2.3.3 基于不同测量与评价方法的国际儿童青少年身体活动研究

任何一个研究领域其发展进程中创新成果与前沿突破的获得，均离不开最新科学研究方法的合理选取与恰当运用。近30年国际儿童青少年身体活动研究经历了基础发展期、快速发展期和高速发展期3个阶段，与之相对应的研究方法转换与更新历程同样呈现出一定的规律性特征。国际儿童青少年身体活动领域的研究方法主要有：行为观察法、双标水法、间接热量测量法、心率测试法、运动传感器法、问卷调查法以及荟萃分析法（Meta分析），这些研究方法均有各自的优势与不足，使用者需对自己的研究目的、实验对象与样本量、实验设计、干预环境、经费预算以及实验数据统计能力（精准度）等诸多因素进行综合评估，并在权衡利弊的基础上择优使用。部分研究者曾指出，由于以上任何一种研究方法都无法满足儿童青少年身体活动测量与评价的所有要求[66]，实际使用过程中需将两种甚至多种研究方法进行综合运用。

纵观近30年国际儿童青少年身体活动领域的相关研究成果，发现双标水测试、间接热量测量、心率测试、运动传感器测试以及Meta分析等循证医学研究法使用频率较高，相反，行为观察与问卷调查等主观测试方法，因受实验控制要求高且实验结果信效度相对较低的制约，导致运用此方法产出的核心成果数仅占该领域总成果量的13.7%③。行为观察是最早用于研究身体活动的研究方法，该方法弥补了学龄前以及学龄儿童身体活动研究方法的匮乏[26]。Bailey等[13]用间接热量法对其进行误差测试，结果显示两种方法测得的数据相关系数较高（=0.95），进一步证明了行为观察法在儿童身体活动研究领域具有较高的测量精准性。但该研究方法的不足在于观察者与被观察者的人数在同一观察期只能相互对应，致使研究过程中人力成本支出较高，且随着观察时间的延长以及观察者注意力的下降，该方法的测试精准度也会出现下降，故此种研究方法仅适用于短时间内的小样本儿童身体活动研究。问卷调查是国际儿童青少年超重、肥胖等流行病研究领域的主要方法，包含自我报告、调查者报告、代理报告和日记共4种形式的问卷[76]，其中自我报告问卷在学龄儿童、青少年身体活动研究中较为常见。问卷调查法的优点主要体现在调查内容和面向对象的宽泛性，进而使其具有较强的普适性。缺点在于每次使用之前需要对其有效性和可靠性进行2次测试，问卷的可靠性受调查对象[64]和问卷自身难度共同制约[67]，随着问卷难度的上升其可靠性则逐步下降[63]。在儿童青少年身体活动强度与健康促进研究方面，问卷调查法得到的有效预防超重以及干预肥胖症的身体活动强度（能量消耗值）却十分模糊，导致后期在具体干预过程中同样会出现偏差。目前使用率较高的问卷则是对前期问卷进行改良得到的电子问卷，该类问卷在数据存储、管理、问题的排列组合，以及答案的信度与效度等方面均明显优于前者[59]。

循证医学研究法在国际儿童青少年身体活动研究领域的应用过程中，同样暴露出其优势与短板。如运动传感器法与问卷调查法一样，是在身体活动研究领域面向大规模人群使用频次较多的一种实证研究法。运动传感器包含加速度计（accelerometer）和计步器（pedometer）两种装置，其中计步器的工作原理是通过人体运动过程中下肢产生的垂直加速度，促使其内部元件产生物理偏移，进而实现步数的统计与叠加[32]。此种装置轻便且价格低廉，缺点是测试过程中只能佩戴在下肢，既无法测量上肢的运动频率，也无法监测人体肌肉的等长收缩，更不能结合运动情景记录受试者的运动环境、运动类型与运动间歇时间，其测量运动步数指标的精确度明显高于运动距离和能量消耗指标的精确度[25]。与之相对应的加速度计测量法，则是儿童青少年身体活动研究领域发展最快且应用最广的一种测试方法。它通过测试受试者的运动加速度，进而转换为人体的能量消耗数值。常用的加速度计分单轴和3轴两种类型，3轴加速度计可以同时测量运动过程中人体水平、垂直和横向3个维度的运动加速度，从而使其在测试人体运动过程中的能量消耗具有更高的精准度[17]。为了使测试结果更准确，目前相关研究者倡导以下两种实验设计思路[22]，1）将心率传感器与加速度传感器组合使用，2）将受试者身体不同部位的多种传感器联合使用，以提高加速度计的测试精准度。由于功能齐全且精准度高的加速度计价格昂贵，限制了其在国际儿童超重、肥胖等流行病学研究中的大规模应用。第3种间接热量测量法是身体活动与能量消耗测试过程中精准度较高的一种方法[52]，但由于其测试过程是在实验室的密闭空间内进行的，致使该方法同样缺少在儿童青少年身体活动研究中大规模应用的现实基础，通常作为校正其他测试方法以及进行误差测试的有效方法而加以使用。Schoeller等[65]最先将同位素标记的双标水（2H218O）测试应用于人体运动过程中的能量消耗监测与评估，该方法的测试精度高且适用人群广，曾被誉为监测人体运动过程中能量耗散的金标准[51]，但因成本较高，同样不适合大规模推广。通过对以上儿童青少年身体活动领域中不同测量与评价方法的各自特点进行归纳与分析，发现不论是主观测试法，还是实证研究法都有自身的长处与不足，研究者在选择、使用过程中应根据自己的研究需要和现实条件，做到有针对性的取舍，从而使测试结果既能反映受试者的真实状态，又能为儿童青少年个体的超重预防与肥胖干预提供科学合理的数据支撑。

2.3.4 体育环境与儿童青少年身体活动参与的相关研究

良好的生存环境是儿童青少年积极参加身体活动，并养成终身体育习惯的基本前提，而当前儿童青少年的生存环境已经直接影响到该群体的运动参与及身体健康。对国际儿童青少年身体活动研究领域关键词与特征词的共现聚类结果进行分析，发现该领域与环境（environment)以及建筑环境（built environment）相关的研究成果在21世纪初开始逐步突现[39]，这些与环境因素相关的研究成果，同时也与肥胖症（#1 obesity）以及健康（#0 health）有着紧密的联系（图4）。体育环境由体育自然环境和体育社会环境构成[3]，它包含与体育相互联系、相关作用、相互促进的一切自然因素和社会因素。体育环境依据性质、影响程度以及空间维度等标准进行分类，可以得到不同类型的体育环境。为了能清晰地反映不同体育环境对儿童青少年身体活动参与及其运动效应的影响，在综合分析前期研究成果的基础上[4]，笔者选取国际儿童青少年身体活动参与的空间维度作为分类依据，将本研究中的体育环境分为家庭体育环境、社区体育环境以及学校体育环境。国内外相关研究[5,36]显示，社区体育环境、学校体育环境和家庭体育环境是儿童青少年进行身体活动的重要保障，它们共同承担着以身体活动方式促进儿童青少年健康成长的责任与使命。

20世纪70年代末，联合国教科文组织在巴黎召开了“儿童青少年身体活动对终身教育的作用”为主题的高峰论坛，集中讨论了体育环境对家庭体育、学校体育、社区体育以及终身体育习惯养成的重要性[7]，该高峰论坛的召开为后续国际儿童青少年身体活动研究领域内相关研究者开展体育环境探索，提供了切入视角、分析思路及研究范式。世界卫生组织（WHO）分别于1988年和1991年组织召开了第2届和第3届国际健康促进大会，会议依旧围绕“运动环境支持与人类健康促进的政策保障”展开讨论[81,82]。以上会议的召开对全球参与儿童青少年身体活动研究的相关国家，关注并研究体育环境具有积极的促进作用。美国于20世纪90年代初实施的《健康公民计划》，专门对支持儿童青少年身体活动参与的学校、家庭以及社区体育环境做了明确的规定[8]。加拿大则在1999年组织并召开了儿童青少年身体活动全球峰会，会议期间近50%的参会国家发布了各自的《儿童青少年身体活动研究报告》，研究报告均从干预行为、干预环境、国家（地区）政策3个层面，对各自国家的体育环境创设、考核指标以及儿童青少年身体活动参与率进行了全方位评估[70]，进而为全球不同国家创建、优化儿童青少年身体活动的校园、家庭乃至社区体育环境提供了政策导向与路径指引。

随着体育环境与儿童青少年身体活动研究的逐步深入，该领域内相关成果数量在快速增长的同时，也不乏开拓性研究成果的问世。Fisher等[30]认为，共享环境（the shared environment）是儿童青少年参与日常身体活动的主要影响因素，家庭、学校和社区体育环境的创建，以及干预措施的实施是提高儿童青少年群体身体活动参与率的有效手段，这一发现为研究影响儿童青少年身体活动的具体环境提供了理论支撑。随后，Pouliou等[56]的研究结果同样显示，儿童青少年身体活动参与率与家庭以及社区经济环境存在显著的负相关性。在学校体育环境建设方面，通过增加学校的体育场地，并提供数量适宜的体育设施，为儿童青少年营造宽松的身体活动环境，可以有效提高该群体的身体活动参与率[46]，学校体育文化，体育政策以及体育设施对支持儿童青少年进行身体活动具有重要作用[49]。在家庭体育环境创建方面，父母为运动中的儿童青少年同时提供音乐以及观赏性视频，可以有效减少其久坐行为，并增加父母和孩子的身体活动参与率[73]。加拿大的Tucker[71]教授认为，体育活动可以为儿童提供较多的生理和心理益处，然而当前大多数学龄前儿童并没有参加足够的身体活动，因此，父母应为家庭体育环境的构建与创设做出自己积极地努力与尝试。社区体育环境与建筑环境作为儿童青少年身体活动研究领域的重点内容，受到来自不同国家科研机构研究者的密切关注，近10年内研究成果数量一直保持快速增长。最新研究表明，社区内运动场地、体育器材，以及配套设施的布局、数量，与儿童青少年群体的锻炼频率高度相关，不同地域的建筑环境与当地儿童青少年的BMI以及身体锻炼行为独立相关[20]。此外，社区中不安全的环境因素同样也是儿童青少年开展身体活动的潜在障碍[47]。由此可见，城市的建筑环境以及社区的体育环境直接影响、制约着儿童青少年的身体活动行为，同时建筑环境以及社区体育环境在预防与干预儿童青少年超重、肥胖症等流行性疾病的过程中发挥着重要作用。

3 结论

以公共健康、职业与环境健康、体育科学、心理学、儿科医学、生态环境科学与人类基因工程学为主的6大学科，为近30年国际儿童青少年身体活动研究提供了知识基础与学理支撑。该领域相关成果的研究内容较为宽泛，且与医学、社会学、心理学等学科存在明显的学科交叉。随着研究深度与广度的不断扩展，研究者进行跨国合作的频率，以及多学科研究的成果产出量均呈上升趋势。国际儿童青少年身体活动研究演进脉络分为基础发展期、快速发展期和高速发展期3个阶段，且每个阶段的研究重点各异，既有针对大样本量的横断面研究，也有运用不同循证医学研究方法的实证研究，体现出国际儿童青少年身体活动研究的高度非均衡性发展特征。1987—2017年国际儿童青少年身体活动研究始终围绕着儿童青少年超重、肥胖症的预防与干预展开，具体包括超重、肥胖儿童青少年身心健康与身体活动强度阈值的测量与评估，久坐行为、身体活动不足与超重、肥胖症的相关性，身体活动与超重、肥胖儿童青少年心血管疾病的预防、治疗等方面。国际儿童青少年身体活动领域的研究热点随时间不断变化，并呈现出研究视角广、研究方法新、实证研究与逻辑论证综合运用的基本特征。不同时期的研究热点始终与所处的社会背景相结合，且具有一定的实践指向性和鲜明的时代诉求。

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①有学者将“interdisciplinary”“interdisciplinarity”译为“学科互涉（性）”，中国台湾学者多采用这一译法，或称作“科际互涉”，中国大陆学者蒋智芹翻译美国学者Julie Thompson Klein所著一书（《跨越边界——知识、学科、学科互涉》，南京大学出版社2005年版）也采用这一译法。笔者认同这一译法的合理性，但考虑到“多学科研究”已为大多数学者所认可，此处使用这一通俗表述方式。

②美国于20世纪20年代成立的社会科学研究会（SSRC），其主要宗旨之一就是促进日益割裂的专科知识相互整合。

③数据依据Web of ScienceTM核心合集数据库统计。

Exploration of the Subject Characteristics, Dynamic Evolution and Frontier Hotspots of International Physical Activity Research for Children and Adolescents

ZHANG Jian1, SUN Hui1, ZHANG Jian-hua2, LIU Zhen-duo1, CAI Feng3, ZHANG Jin-bo1

1.East China Normal University,Shanghai 200241,China; 2.Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China; 3.Guangdong University of Science and Technology, Dongguan 523083,China.

Through using the methods of literature review, visualization, mathematical statistics and other research methods to analyze the subject characteristics, dynamic evolution and frontier hotspots of international physical activity research for child and adolescent. The results showed that 1) In terms of the subject characteristics of relevant research results in this field, the multidisciplinary and knowledge integration networks led by sports science, psychology, educational science, paediatrics, and environmental sciences have basically taken shape, and information and resources are acquired and shared. The international cooperation in scientific research with comparative advantages is gradually being strengthened.2) At the same time, in terms of the interdisciplinary characteristics of international inter-disciplinary research on physical activity of children and adolescents, the research results of physical activity of children and adolescents, which are mainly based on medical research, also provide knowledge, information, and method support for related research in the fields of environment and nutrition, molecular biology, pediatrics, and internal medicine.3) According to the research hotspot time zone view and high-spirited key words, the evolution of international physical activity research for children and adolescents is divided into three stages: basic development period, rapid development period and high-speed development period. The diachronic evolution of research priorities and hot topics at different stages is directly influenced by the level of economic and social development and the physical activity level of children and adolescents.4) The frontiers of international child and adolescent physical activity research focus on sports environment and sports participation, physical activity measurement and evaluation, physical activity and physical and mental health promotion, sedentary behavior and overweight, obesity prevention and intervention.

G804.49

A

2018-04-23；

2018-12-12

国家社会科学基金项目(17BTY117)。

张健,男,讲师,博士,主要研究方向为儿童青少年体力活动与健康促进、民族传统体育文化,E-mail: zhangjian0601013@126.com。

1000-677X(2018)12-0068-13

10.16469/j.css.201812008