1999—2019年国外运动训练监控研究进展与热点透视——基于知识图谱的可视化分析

李 楠，魏 铭，满建刚

伴随世界范围内竞技体育水平的快速提升，运动训练的科学化越来越受到广大教练员和运动员的重视。作为科学化训练过程中的重要组成部分，运动训练监控在竞技体育实践中的作用日益凸显。事实上，运动训练监控的历史由来已久。早在1925年，芬兰选手就已通过随身携带的秒表来调整比赛中的速度和节奏;上世纪30年代，德国教练员W.Gerschler与内科医生合作，对运动员的心率进行测量，使其在合理的参数范围内进行重复训练;20世纪80年代后，血乳酸、最大摄氧量等值均可通过设备测得，进一步丰富了运动训练负荷监控的指标和手段［1］。我国运动训练监控研究的进程与竞技体育的发展密切相关。随着我国综合国力的增强及在世界竞技体坛的地位提升，运动训练的科学化水平和高水平运动员的负荷监控逐渐成为学者们关注的重点。训练监控在体育实践中的介入，极大地提高了运动训练的针对性和有效性，并且加快了运动训练的科学化进程［2］。与国外相比，我国运动训练监控研究起步晚、水平低，在一定程度上制约了我国竞技体育的进一步发展。因此，对国外运动训练监控研究进行梳理和总结，探究其基础知识和研究热点，可为我国学者把握运动训练监控研究动向、打开研究视野、更新研究视角，以及找准研究方向提供有益借鉴。

1 数据来源与研究方法

笔者以WOS核心合集数据库为数据来源，对检索条件进行严格设置。以“sports training monitoring”(运动训练监控)为主题词，选择文献语种为“English”，文献类型为“Article or Review”，检索时间跨度为1999—2019年，每一条数据选择全记录下载格式。通过对数据去重并筛选，共获得1 591条有效数据。

知识图谱是基于信息可视化技术和引文分析理论的基础上发展起来的。20世纪中叶，普赖斯等人提出使用引文网络来研究当代科学发展的脉络，首次提出了知识图谱的概念［3］。笔者利用Cite Space V绘制知识图谱分析国外运动训练监控的研究进展，同时采用文献资料法，阅读国内学者相关著作和研究成果，为研究提供理论基础。

2 结果与分析

2.1 国外运动训练监控研究的时空分布特征

2.1.1 时间分布特征发文量在时间尺度上的变化能在一定程度上反映该领域的发展速度和发展趋势。通过对1999—2019年国外运动训练监控相关研究的发文量进行统计(见图1)，发现该领域的文献发文量基本呈现出逐年递增的趋势。这种增长过程大致可分为两个阶段:第1阶段从1999年至2013年，为缓慢发展期。此15年间发文量共计504篇，约占总文献量的31.70%;第2阶段从2014年至2019年，为快速增长期。年均发文量都在100篇以上，6年里共发文1 087篇，占总文献量的68.30%。由此可见，近6年国外运动训练监控研究热情高涨，发文量比此前15年的2倍还多。这也从侧面反映出，伴随职业体育的快速发展和世界大赛的增多，国际竞技体坛开始高度重视训练的科学化，对运动训练监控的研究与日俱增。

图1 国外(1999—2019年)运动训练监控研究发文量趋势

2.1.2 国家分布特征利用CiteSpace V对研究运动训练监控的国家和地区进行可视化分析，可以有效判断该领域研究实力的分布状况。本研究所选用的1 591篇文献共分布于43个国家和地区(见图2)。其中，澳大利亚以316篇发文量排在第一位、美国(250篇)和英国(225篇)分列二、三位。意大利、西班牙、巴西紧随其后，其发文量均超过了100篇。我国以44篇的发文量排在第13位，但中心性为0，表明我国在国际网络知识图谱中的影响力和链接作用还比较低。因此，提高我国运动训练监控研究学者的国际视野和综合素养，提升我国在该领域的国际影响力，应是今后学界努力的方向。此外，通过对国外运动训练监控的相关研究机构进行统计得出，共有100个机构从事相关研究。其中昆士兰大学、澳大利亚体育学院、圣保罗大学、悉尼科技大学和奥克兰理工大学排在前五位，发文量均超过35篇，既显示了澳大利亚在此研究领域的领先实力，也从整体上反映了高校是研究的主阵地。

图2 国外运动训练监控研究的国家共现图谱

2.2 国外运动训练监控研究的学科领域分布特征

运动训练学不仅是一门实践性很强的学科，同时又是一门多学科交叉渗透的综合性学科。训练监控作为其重要组成部分，同样要依托多学科知识作为基础保障。概言之，训练监控就是将运动生理学、运动心理学、运动医学、运动生物力学、运动生物化学和运动营养学的理论和方法应用于训练理论和具体实践中，运用综合方法和手段研究训练过程和训练效果，帮助教练员有效地调整训练计划，使运动员达到最佳竞技状态，从而最大限度地提高训练效果和运动能力［4］。运行Cite Space V软件，选择“Category”(学科类别)，生成国外运动训练监控研究的学科类别共现图谱(见图3)。

图3 国外运动训练监控研究的学科类别共现图谱

研究发现:在国外1 591篇运动训练监控研究的相关文献中，体育学(Sport Sciences)以1 022篇的发文量排在第一位，占总文献的64.23%;生理学(Physiology)以246篇的发文量列第2，心理学(Psychology，86 篇)、社会学 (Social Science，65篇)、康复学(Rehabilitation，63篇)、工程学(Engineering，65篇)紧随其后;普通内科医学(General Internal Medicine，58 篇)、化学(Chemistry，28 篇)营养学(Nutrition，27篇)、生物医学工程(Engineering Biomedical，24篇)等都从各自学科角度对运动训练监控进行了有益探索。此外，值得注意的是，计算机科学人工智能(Computer Science Artificial Intelligence)目前已有17篇运动训练监控方面的研究。这表明训练监控依托人工智能、大数据等信息技术已成为一种趋势。从以上学科类别共现图谱得知，目前，国外运动训练监控研究已形成了以体育学主体，以生理学、心理学、社会学、康复学和工程学为支撑，以营养学和计算机科学等为辅助的复合型学科群。这些学科的发展共同促进了运动训练监控研究不断向纵深拓展。

2.3 国外运动训练监控研究的前沿热点分析

2.3.1 关键词共现分析关键词或主题词是对一篇论文内容的高度概括和凝练。通过统计关键词或主题词，可以更好地判别某一领域的研究动向与发展趋势［5］。笔者运用Cite Space V软件对国外运动训练监控研究领域的关键词进行了提取统计，并通过可视化的知识图谱将其展现出来，方便对国外运动训练监控研究的热点内容进行深入分析(见图4)。

表1显示了国外(1999—2019年)运动训练监控研究文献中排名前20位的关键词，为保证研究效果，对其中相近或相同的词进行合并处理。分析发现，国外运动训练监控研究的热点集中于竞技表现、体育锻炼、疲劳和恢复、训练负荷、心率、损伤，以及实验的信度和效度等方面，研究的对象主要集中于运动员，尤其是高强度运动负荷下的足球(橄榄球)运动员。从图4和表1可知:performance(竞技表现，也有学者将其理解为运动成绩)在整个高频词列表中排第一位。这表明训练监控与竞技表现之间关系紧密。我们之所以在运动员的训练过程中进行科学的监控，就是因为在运动训练过程中，运动员经常会出现训练不足和过度训练的现象［6］。因此，以竞技表现为导向的训练安排离不开科学、合理的监控手段。sport(运动)在列表中排第2，与其内涵相近的词有exercise(锻炼)、physical activity(体力活动)、training(训练)，team sport(团队运动)严格意义上也可作为一种sport。由于相同关键词在不同施引文献中表达方式不尽相同，因此本研究将其合并为sport一类，且考虑到sport(运动)和monitoring(监控)是构成本文研究对象的词汇，故不对其进行讨论。

图4 国外运动训练监控研究的关键词共现图谱

表1 国外运动训练监控研究高频关键词一览(前20位)

fatigue(疲劳)和recovery(恢复)也是本列表中的高频词汇，作为运动训练中经常对应出现的一组词汇，其在训练监控中的指导意义重大。疲劳和恢复不仅是运动员自身状态的及时反映，更是教练员据此安排训练计划的前提条件。training load(训练负荷)是运动监控中最为重要的内容之一。2015年，国际奥委会正式指出，负荷是运动和非运动的刺激在不同的时间内对人体生物系统的影响［7］。所谓科学训练，就是通过适宜的负荷来刺激机体，使其产生最佳适应。如果负荷安排不当，过量或者不足，都不能很好地引起机体适应，也就不能获得理想的训练效果。恰当的负荷监控可以对训练和比赛进行量化，帮助教练员了解运动员的机能状态，降低运动员损伤、疾病或过度训练的发生风险［8］，因此，运动训练监控中的负荷监控至关重要。心率(heart rate)是指心脏每分钟收缩的次数，与最大摄氧量百分比、血乳酸浓度等有密切关系，可在一定程度上反映运动的强度［9］。但目前已有研究证明，在大强度的抗阻运动或间歇性运动中，心率和运动点高度的关系并非呈线性，因此一般只在耐力项目中才用心率监测运动负荷［10］。此外，其他心率衍生指标，如心率变异性［11］和心率恢复［12］，均可以作为运动训练负荷监控的常用手段。injury(受伤或损伤)是运动训练常见的现象。为保证运动员长久保持良好的竞技状态，就需要对其损伤风险进行科学评估。大量研究证明，运动损伤和训练负荷之间关系重大。例如，当青少年板球运动员一周参赛超过5场时，其损伤风险就会增加4.5倍［13］;排球运动员每周多增加1小时训练，就会使其膝关节发生损伤的风险增加［14］。由于损伤预防是训练监控中的主要目的之一，与之相关的sports medicine(运动医学)也就成为了运动训练监控研究中的高频关键词。此外，为保证训练过程中监控的针对性和有效性，研究的信度(reliability)和效度(validity)是学者们共同追求的目标。有效是初级目标，而取得最佳训练效果则是运动训练监控的高级目标［2］。

在研究对象上，运动员(player)出现了116次，足球运动员(soccer player)出现了77次。表明运动训练监控在分析和研究对象上指向性较为集中，即都指向了竞技体育中的主体——运动员。同时，在各类项目中，足球［15～17］和橄榄球［18，19］以绝对高的频次出现在列表前20位，说明在职业体育迅速发展、比赛次数日渐增多的今天，这种高负荷、强对抗的团体运动更容易诱发运动损伤，需要在训练和比赛中施以更加科学、合理的监控手段。

2.3.2 高频共被引文献分析通过对基础知识进行分析，可以让研究者更好地把握某一研究领域的发展脉络。在文献计量学中，共被引关系揭示了该领域的前沿本质，其中，被引文献组成了知识基础，施引文献反映了研究前沿［20］。运用CiteSpace V对本研究中的1 591篇文献的被引文献进行分析，并对13篇高频被引文献进行二次分析和筛选，重点探寻其主要研究方向，最终得出了由7篇经典文献组成的国外运动训练监控研究的知识基础。

在这7篇被引文献中，有4篇是经典的训练监控综述［8，21～23］，基本代表了本领域的研究基础。澳大利亚体育学院的Halson Shona L教授在其《Monitoring Training Load to Understand Fatigue in Athletes》(《通过训练负荷监控以了解运动员疲劳》)一文中认为，适当的负荷监控可以帮助确定运动员是否适应训练计划，并最大程度地降低发生损伤和疾病的风险［8］。为更好地了解运动负荷对于运动员的影响，可采用一系列标记，即我们所说的监控指标和工具。大量研究中已使用各种手段对运动员的内、外部负荷进行测量，以此来判断运动员的疲劳状态。此外，对运动员负荷监控的方法可根据其所从事的项目来区分，个人运动和团体运动的检测方法不尽相同，不应过分强调负荷监控的个性化。总之，适当的训练负荷监控可以为教练员提供有效信息，而这种监控系统必须直观、高效，能提供有效的数据分析和科学的反馈。

针对已有理论认为高负荷训练会导致更高的受伤率。Gabbett Tim J提出了一种“训练-损伤预防悖论”模型［23］，即习惯于高负荷训练的运动员比低负荷训练的运动员受伤更少。该模型的依据是，非接触性伤害本身并不是由训练造成的，而更有可能是由于不适当的训练计划造成的，如大量的非接触性软组织损伤可能是由于训练负荷的过度和快速增加造成的。因此，作为运动损伤的一个重要影响因素，训练负荷必须被精确地测量。对训练过程中的内、外部负荷，以及急性和慢性的训练负荷都应及时捕捉，并进行精准评估，通过合理的、高负荷的运动训练提高运动员的身体素质，从而使其更好地避免运动损伤。截至本研究完成前，该文献已被引285次。

运动负荷是指个体在一段时间内承受的比赛或训练中的累积压力［24］。根据监控指标来源的不同，可将其分为外部负荷和内部负荷两种。人体会对不同刺激强度的运动负荷产生不同的心理反应，如训练刺激增加时，情绪扰动增加，此时精神不集中、训练积极性下降;反之训练刺激减少时，扰动减少，睡眠和食欲也会比较好。由于这种主观心理反应一般发生在生理生化指标变化前，且更具敏感性，因此Saw Anna E等学者提出，对于运动员训练反应的监控，主观报告往往比客观措施更有说服力［22］。这一研究为学者和教练员们提供了新的视角，即可采用主观测试来监测运动员的健康状态。这种主观测试既可单独使用，也可配合其他客观检测手段一同使用。如主观疲劳量表(Rating of perceived Exertion，RPE)目前已在足球、橄榄球、网球、拳击等项目中广泛使用［21］。

在7篇经典文献中，还有2篇会议文献。一篇是2016年2月卡塔尔多哈“Monitoring Athlete Training Loads-The Hows and the Whys”(“运动员训练负荷监控的原因和方式”)会议报告。文章详细概述了本次会议的成果，即运动负荷监控为何重要、监控的基本原理和目标，以及运动员负荷监控的未来发展方向。另一篇是2016年9月在德国慕尼黑工业大学举行的“Recovery and Performance in Sport”(“运动中的恢复和表现”)会议报告，旨在强调要深入认识恢复和疲劳之间的关系，以及其对竞技表现的重要影响。此外，还有一篇文章重点阐述了如何通过心率来监测运动员的训练状态，并指出心率测量并不能全面反映运动员的健康、疲劳和表现各个方面，需要结合其他测试和指标共同来完成［25］。这也给我们一个启示，即任何单一的监控测试指标都不能全面地反映个体的机能状态和竞技表现。在具体训练实践中，应认真考察、综合使用，以此来全面监控运动员所承受的内部负荷和外部负荷，从而做出准确的评估和反馈，使训练监控真正达到科学、高效。

2.3.3 研究演进脉络分析通过对国外运动训练监控研究的演进脉络绘制时区视图分析发现:运动训练监控的研究对象虽然以运动员为主体，但涉及的项目越来越多，越来越具体。这表明随着研究的不断深入，训练监控的应用范围将越来越广，更受重视。国外运动训练监控研究的学科融合趋势进一步加强，更多依靠新技术、高科技的监控手段和方法被用于实践中。在具体的训练监控过程中，负荷监控一直是学者们密切关注的重点内容。可以说，对运动员训练和比赛中负荷的监控已成为学界非常热门的话题。学者和教练们都致力于使用多学科的方法来监测训练负荷，并且寻求最佳的方法来获取和解释数据。目前，这一方面的应用研究已呈指数级增长，因此，关于运动负荷监控指标的细化和方法的研究将是未来的一大趋势。

3 结论与启示

(1)1999—2019年，国外运动训练监控研究成果呈上升态势。其中，以澳大利亚、美国和英国为代表的体育强国表现出引领之势。国外训练监控研究以大学为主阵地。我国在国际网络知识图谱中的影响力较小，未来应不断提高我国运动训练监控研究学者的国际视野和综合素养，以此提升我国在该领域的国际影响力。

(2)国外运动训练监控研究已形成了以体育学主体，以生理学、心理学、社会学、康复学和工程学为支撑，以营养学和计算机科学等为辅助的复合型学科群。这些学科的发展共同促进了运动训练监控研究不断向纵深拓展。我国应加快运动训练监控与其他学科的交叉研究，并利用大数据等新技术为未来的训练监控赋能。

(3)国外运动训练监控研究热点集中于竞技表现、体育锻炼、疲劳和恢复、训练负荷、心率、损伤，以及实证研究的信效度等方面，研究的对象主要集中于运动员。这深刻反映了运动训练监控在竞技体育中的重要性。

(4)国外运动训练监控的研究方向主要集中于通过训练监控诊断运动员的疲劳状态，训练——损伤预防悖论，注重主观监测，重视恢复与损伤、疾病和竞技表现的关系，以及合理把握心率在负荷监控中的使用等。我国学者应积极关注国际前沿动态，把握研究动向、更新研究视角、拓宽研究思路，与国际上先进的运动训练监控研究接轨。

(5)运动训练监控研究在不同阶段有不同的研究侧重点。伴随运动训练的科学化水平不断提升，依托新技术、新手段，对运动训练全过程实行科学辅助将成为科学化训练的主要任务。而在具体的运动负荷监控方面，指标的细化和方法的深入研究将是未来的一大趋势。我国学者应尽快丰富并构建负荷监控指标体系，使运动训练监控更为精细化、规范化。