基于知識圖譜的兒童體質健康研究熱點與研究前沿演化分析

李垂坤 袁瓊嘉 李雪

摘? ? 要：探索當前兒童體質健康研究的發展狀況、研究熱點及趨勢。方法：基于Web of Science引文索引數據庫核心合集，檢索以兒童體質健康為研究主題的文獻，共獲得2 248篇，借助Cite Space V 對文獻進行科學計量分析。結果：兒童體質健康研究發文量持續遞增，相關熱點為采用調查、測試、Meta分析等方法探討兒童體質健康的流行病學研究及從心血管機能、代謝、運動能力、學業成績等方面探討兒童的體質健康。結論：今后可以進一步明確兒童體質健康的測量方法和任務，確定體質健康、教育環境與兒童成長之間的關系，對兒童體質健康進行運動干預，構建有益于兒童體質健康的生活和教育環境。

關鍵詞：兒童;體質;知識圖譜

中圖分類號：G 804.2? ? ? ? ? 學科代碼：040302? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： The main purpose is to explore the current development， research content， research hotspots and trends of childrens physical health research. Methods： Based on the core collection of Web of Science Citation Index database， 2248 articles on childrens physical health were retrieved and the literatures was analyzed by CiteSpace V. Results： The amount of research papers on childrens physical health has been increasing continuously. Research hotspots focus on the epidemiological study of childrens physical health and the study of childrens cardiovascular function， metabolism， sports ability and academic performance by means of investigation， testing and meta-analysis. Conclusions： Future research can further explore the measurement methods and tasks of childrens physical health， in order to provide reliable evidence to prove the relationship between physical health， educational environment and childrens growth， so as to carry out sports intervention research on childrens physical health and explore the living and educational environment to promote childrens physical development.

Keywords：children; physical fitness; knowledge map

兒童階段人體生長發育快速發展，是人體形成良好體質的關鍵階段。生活方式的改變可能導致人們身體活動不足，而缺乏身體活動是成年人心血管疾病、癌癥和糖尿病等非傳染性疾病的主要風險因素之一。2016年，世界衛生組織報告顯示：約4 100萬5歲以下兒童超重或肥胖，超過3億4 000萬5～19歲兒童和青少年超重或肥胖，在過去的40年中世界各地5～19歲的肥胖兒童和青少年人數增加了10倍。控制體重有效途徑之一是增加身體活動量。全球超過80%的青少年人口缺乏身體活動。身體活動對健康的重要性已眾所周知，身體活動不僅對成年人心血管疾病、高血壓、Ⅱ型糖尿病等非傳染性慢性疾病有防范作用[1]，而且有研究確定了運動訓練在降低胰島素抵抗[2-3]和改善心臟代謝健康[4-5]中的作用。Endes等的研究顯示，在兒童中實施特定的心血管篩查計劃對降低其成年期心血管疾病日益增長的負擔具有重要意義[6]。近期也有研究顯示，身體活動在降低兒童和青少年胰島素抵抗和代謝綜合征中的作用[7]，然而有幾項研究表明，兒童的身體活動水平并不理想[8-9]。Cattuzzo等[10]的研究表明，運動能力的發展與體重狀況呈負相關，與心肺適能和肌肉骨骼呈正相關。身體素質主要包括心肺功能、肌肉耐力、力量和柔韌性等[11-13]，是身體活動表現的重要健康指標 [11，14]。運動能力和身體健康的發展直接通過神經-肌肉功能聯系起來，間接通過參與體育活動和其他因素聯系起來[10]。從兒童身體發育早期開始，干預措施應以運動能力和身體健康為目標，以促進兒童體質健康 [15]。2016年，《“健康中國2030”規劃綱要》中也指出：“要覆蓋全生命周期，針對生命不同階段的主要健康問題及主要影響因素，確定若干優先領域，強化干預，實現從胎兒到生命終點的全程健康服務和健康保障，全面維護人民健康”[16]。因此，本研究對兒童體質健康研究成果進行回顧與總結，探索兒童體質健康研究的熱點內容與趨勢，了解該研究領域所采用的研究方法、研究手段及成果轉化情況，探尋新的研究范式，促進我國兒童體質健康監測理論體系的建立與完善，對兒童健康成長與教育實踐具有參考價值。

隨著大量相關研究的涌現，很多學者已就“兒童體質健康”領域進行了綜述[17-19]，但這些綜述很難對該領域研究進行全面總結與分析。Cite Space可視化軟件能夠顯示科學知識的發展進程與結構關系，通過共被引、共詞、多元統計、詞頻等分析方法繪制、挖掘、分析知識間的相互關系，識別重要文獻，有助于了解和把握研究前沿和學科知識演化，挖掘開辟新的未知領域，是近年來最具影響力的可視化信息軟件。本文采用Cite Space Ⅴ（5.2.R8（64-bit））可視化軟件，以Web of Science數據庫中收錄的兒童體質相關文獻為研究對象，通過分析并繪制知識圖譜，解讀兒童體質健康研究的基本狀況，為豐富和完善我國兒童體質健康研究提供參考。

1? ?數據來源

以Web of Science（WOS）核心合集（SCI-EXPANDED、SSCI、A&HCI、CPCI-S、CPCI-SSH及ESCI）為來源數據庫進行檢索，以TS=（（Children） AND （“Physical quality” OR “Physical fitness”））作為核心檢索詞進行檢索，語種為English，類型為Article，檢索時間跨度所有年份（檢索并下載日期2019年4月12日），共得到文獻2 248篇，記錄內容為全記錄，引用的參考文獻下載并保存為純文本形式，以備數據處理和研究分析之用。另外，由于“體質”各成分名稱在英文文獻中可能還存在其他表述，或者文獻標題中未直接出現相關成分標識;因此，所得結果未必是該領域的全部數據。

2? ?研究方法

基于JAVA平臺的Cite Space Ⅴ可視化軟件繪制科學知識圖譜。該軟件是美國Drexel大學信息科學與技術學院美籍華人陳超美教授開發的適用于多元、分時、動態的復雜網絡分析的可視化軟件。本文主要對關鍵詞共現、被引文獻、關鍵詞共被引進行分析，可以快捷清晰地繪制出某一知識領域的研究熱點、前沿與發展趨勢[20]。

具體篩選標準和剔除過程是：1）在文獻內容上，首先根據檢索詞的內涵和外延，確定哪些文獻不僅屬于身體活動與兒童健康的研究，而且基本屬于體育研究領域，例如身體活動、體質與兒童健康、運動能力與兒童健康、生活環境與體質健康、社會環境與體質健康、體育教育與體質健康研究等。2）通過查閱文章題目、關鍵詞、摘要及引用文獻中的兒童體質字樣，確認保留下來的文獻不是單純介紹兒童體質或提及體質一詞，而是借助體質與兒童健康進行研究，其研究結果揭示了兒童體質健康的各方面特征。同時，只在摘要或者參考文獻中出現兒童體質字樣而未進行深入探討，則不計入可用文獻范圍。經2名研究員對檢索文獻進行篩查，所檢索到的文獻均為有關兒童體質健康的研究。

3? ?結果與分析

3.1? 年發文量情況

在Web of Science 數據庫檢索平臺分析檢索結果，得出不同年份的發文量。由于1989年以前的年發文量在1～3篇，因此只統計了1989—2019年的發文量分布情況（如圖1所示）。兒童體質健康相關文獻數量從1939年最早的1篇，發展到2018年的234篇（2019年不完全統計為71篇），增長幅度較大，體現出各國學者對兒童體質健康問題的重視程度不斷提升。

3.2? 兒童體質健康的研究熱點

運用Cite SpaceⅤ繪制了文獻共被引聚類網絡圖譜，基于文獻計量學，可在文獻共被引圖譜中分析兒童體質健康研究熱點領域，如圖2所示。圖中共有節點249個，連線313條。每個節點代表1篇文獻，用不同顏色深度的圓圈標識，圓圈的大小與其發文量成正相關;圓圈最外層的圓環表示文獻的中心性，中心性是在知識圖譜網絡中起連接作用大小的度量，圓環寬度越寬，其中心性越大，成為聯系溝通其他文獻節點的樞紐[21]。對共被引頻次和中心性都比較高的文獻進行分析可獲得學科知識基礎，被引頻次高的文獻通常被賦予重要意義[21]。

同時對高被引文獻進行聚類分析，每個集群是通過標題術語得到集群的抽象術語來標記。該領域文獻共被引聚類得到10個聚類（研究領域的10個重要的子領域），下文主要從4個較大的聚類群進行分析：兒童體重狀況與體質健康研究、兒童體質健康測量方法研究、發育性協調障礙兒童的體質健康研究和兒童體質與學業成績的研究。

3.2.1? 兒童體重狀況與體質健康研究

最大主題聚類共包含30個節點，該集群的輪廓值為0.813，通常被認為是一個相對較高的同質性水平。聚類標志詞有體重狀況。總結該聚類研究主題是兒童體重狀況與體質健康的關系研究，對該聚類文獻內容進行分析，主要集中在以下熱點問題：兒童體重狀況與運動能力的關系、身體活動與心血管疾病風險的關系、兒童的體重狀況是否與身體素質存在相關性。大多數研究采用流行病學調查方法，探討上述3大熱點問題。可以認為，高水平的心肺適能（CRF）和身體活動（PA）與代謝危險因素（腰圍、血壓、空腹血糖、胰島素、三酰甘油和HDL水平）存在相關性[22]。Andersen等[23]研究發現身體活動時間較少的兒童心血管疾病風險增加。在一項早期的研究中，作者計算了1958—2003年27個國家（5個地理區域）的254萬5 527名6～19歲兒童的有氧運動每年下降0.36%，自1970年以來，兒童有氧運動急劇下降[24]。身體活動的下降導致兒童肥胖程度的增加及運動能力的下降。大量流行病學調查發現兒童和青少年的肥胖程度與身體素質相關。Artero等[25]的研究顯示體重過輕女孩的患病率高于肥胖兒童，而體重過輕男孩的患病率則相反;超重和肥胖青少年在20 m穿梭跑、屈臂懸掛、立定跳遠和4×10 m往返跑測試中表現較差。短跑成績測試中，正常體重組的兒童表現明顯優于超重和肥胖組兒童，低于體重過輕組兒童[26]。Huang等[27]的一項研究發現各年齡組體重指數較高的兒童身體素質較低。綜上所述，兒童缺乏身體活動、兒童體重控制、兒童心血管疾病、兒童非傳染慢性疾病等方面的研究已成為當今該領域學者關注的焦點，今后如何增加兒童身體活動、如何控制兒童體重，進而控制兒童心血管疾病和非傳染慢性疾病發生發展，是該領域專家和學者應重視和深入研究的課題。

3.2.2? 兒童體質健康測量方法研究

第2大的主題聚類共包含26個節點，該集群的輪廓值為0.829，通常被認為是一個相對較高的同質性水平。聚類標志詞有脂肪程度、無脂肪體重、MINISTOP試驗。該聚類研究主題主要圍繞兒童脂肪含量與身體素質的關系，進一步探討有效的測量與評價方法。隨著體育學科的發展，關于兒童體質健康的研究正越來越多地融合了生物學、醫學、心理學、社會學和教育學等多個學科，針對大數據的分析與預測已成為國內外學者的研究重點。Ng等[28]針對全球兒童肥胖問題，采用混合效應線性回歸進行校正，利用時空高斯過程回歸模型按年齡、性別、國家、年份進行劃分，獲得肥胖超重患病率數據，估算95%不確定區間的患病率。同時，Cole等[29]根據LMS方法擬合了6個國家的數據，對6個國家之前未公布的L、M和S曲線進行平均，并利用它們得出了與每一個體重指數值相對應的18年的百分位數定義的新截止值。國際肥胖特別工作組與世界衛生組織將體重指數（BMI）截止值用于評估兒童超重、肥胖和體重過輕的患病率。WHO對5歲之前與5歲之后兒童相應患病率的評價系統有所不同。Cadenas-Sanchez等[30]的研究采用了世界肥胖組織和世界衛生組織的標準評價兒童的超重或肥胖患病率及健康水平。另一方面，對兒童身體素質的測試體系而言，Ortega等[31]的研究篩選了2 109篇文章，最終22篇文章被納入研究。該研究系統綜述了學齡前兒童PREFIT測試體系，主要包括20 m穿梭跑（心肺功能）、握力和立定跳遠（肌肉力量）、4×10 m折返跑（速度/敏捷性）及單腳站立（平衡）;回顧了橫斷研究，選擇兒童和青少年身體活動水平評估（ALPHA）健康相關的測試研究，評估體系包括20 m穿梭跑（心肺功能）、握力和站立跳遠（肌肉力量）、體重指數、皮褶厚度和腰圍（身體成分）[32]。研究者對兒童體質健康已做了大量研究和探討。研究主題呈現多元化發展趨勢，大量研究成果顯示心肺功能與心臟代謝功能成正比[33]，脂肪含量與身體健康呈負向相關關系[34]。同時，研究手段和方法再次更新，Haapala等[35]采用雙能X射線吸收法對體脂百分比（BF%）進行評估。隨著相關研究成果的涌現、科技的進步及各學科的交融，兒童體質健康研究手段與方法不斷更新，研究領域得到拓展，這對分析與監測兒童的體質健康具有實用價值。

3.2.3? 發育性協調障礙兒童的體質健康研究

第3大的主題聚類共包含24個節點，該集群的輪廓值為0.829，通常被認為是一個相對較高的同質性水平。聚類標志詞有發育性協調障礙（DCD）和肺功能。總結該聚類主要包括DCD兒童的心肺功能與身體素質研究。心肺功能是一項機能指標，是體現兒童機能水平的有效指標。DCD是一種兒童時期特殊的發育性障礙疾病，主要存在運動時間計劃、運動控制和持久能力等方面的缺陷[36-37]。美國精神病聯合學會的流行病學調查顯示，5～11歲兒童DCD發病率為5%～6%[38]。大量研究表明，DCD是一種非常復雜的疾病，不僅不會隨著年齡增長有所“恢復”，甚至會持續至青春期和成年期[39-41]。當前，已有越來越多的研究發現DCD造成兒童學習障礙和語言發育遲緩[42]，導致情緒和行為問題等[43-44]。Li等[45]的一項3年縱向研究顯示，采用兒童運動評估小組（M-ABC）測試評估兒童運動協調性，結果發現患有DCD的兒童不僅身體不適，而且在柔韌性和腹部或核心力量（仰臥起坐）方面表現出明顯的長期下降。在其第2年和第3年，身體狀況不佳與運動協調之間存在顯著的負相關關系。DCD兒童心肺功能水平較低的結論則已被大量研究者所確定[46]。Wu等[47]比較DCD兒童和發育正常（typically developing，TD）兒童的肺功能差異，結果表明DCD兒童的心肺功能明顯低于TD兒童。關于DCD兒童運動能力的情況，Ferguson等[48]的研究發現DCD兒童有氧能力水平較低，沖刺試驗顯示其無氧能力水平不高。Farhat等[40]的研究認為，DCD兒童有氧能力的降低與肺功能的降低及外周肌肉反應的改變有關。Mancini等[49]采用標準化儀器測試評價運動技能、語言、智商及自我感知能力，探討學齡前兒童的運動技能及其內化。該聚類研究主要圍繞DCD兒童的運動能力展開，而DCD兒童的主要障礙是學習精細和（或）粗大運動技能及相應的社會適應與心理問題。綜上所述，研究者在未來應借助電生理和腦成像等技術構建多模態評估與診斷模型，為測評兒童認知發展過程提供新研究范式，進一步探討不同協調功能障礙之間的關系及協調功能障礙與其他神經科學和運動之間的關系。

3.2.4? 兒童體質與學業成績關系的研究

第4大的主題聚類共包含22個節點，該集群的輪廓值為0.874，通常被認為是一個相對較高的同質性水平。聚類標志詞有學業成就、日本青少年及學業成績。該聚類主要涉及兒童體質與學業成績的研究。目前，兒童身體活動、身體素質、認知功能和學業成績之間的關系受到廣泛關注。Castelli等[50]研究調查了259名公立學校三年級和五年級的學生，發現身體健康測試與學業成績呈正相關關系，身體健康的各個方面可能與學齡前兒童的學業成績有關。Basch等[51]對前人的研究進行綜述，發現身體活動影響新陳代謝和所有主要身體系統，對大腦和脊髓產生積極影響，從而影響情緒的穩定、身體健康、學習動機與能力。Coe等[52]的研究使用FITNESSGRAM體質測評系統探討了家長社會經濟地位（SES）對兒童體質與學業成績的影響，結果表明SES與學業成績的相關性最強，兒童的健康水平與學業成績呈正相關。同時也有研究發現心血管健康與學業成績之間存在劑量效應關系[53]。De Bruijn等[54]的研究建立了體質與學業成績直接相關的多層次結構方程模型，并通過執行功能的抑制、言語工作記憶、視覺空間工作記憶和移動等因素增加了間接相關的路徑。執行功能的中介效應表明，這些學業成績的提高將先于執行功能的增強，包括口頭工作記憶（拼寫）和視覺空間工作記憶（數學）。Olivares等[55]分析2011年智利教育質量測試評估系統中1萬8 746名8年級兒童（女生占49%）的數據，對性別、年齡、家長社會經濟地位、學校類別、身體健康和肥胖與學業成績之間的關系進行相關性分析。結果表明，身體健康和肥胖與學業成績有關，與體重指數和心肺容量相比，體重指數和肌肉力量與學業成績相關性更高。Kyan等[56]研究調查了日本567名中學生（12～13歲）身體素質的縱向變化與學業成績之間的關系。分析為期2年的3個時間點數據，學業成績用學生的總平均成績來評價;體能得分則從50 m短跑、立定跳遠、重復的側步、坐位體前屈、仰臥起坐、握力、手球投擲和20 m折返跑（或耐力跑）8項體能測試中，總結出綜合體能評分;將3個時間點的平均身體健康分數與總體成績平均分比較，男生表現出顯著性差異，而女生未見顯著性差異。因此，提高身體素質對學業成績可能很重要，特別是對初中男生來說。總之，在探討兒童身體活動、身體素質與學業成績之間關系時，可結合認知、學習、大腦結構和功能等多角度進行研究[57]。同時，身體活動、體育教育、身體素質和體育項目是否影響兒童學業成績和注意力[58]有待進一步研究。

綜上所述，結合繪制的被引文獻知識圖譜不難發現，目前的兒童體質健康研究方法多為流行病學調查研究、對照試驗、運動能力測試、隊列分析、Meta分析及系統分析;研究內容和熱點主要集中在心血管機能、代謝綜合征、往返跑測試、肌肉力量、發育性協調障礙、運動技能、人體測量、身體成分、學業成績等方面。研究熱點早期關注運動能力與心血管機能，后來逐漸轉向肥胖的流行性、代謝綜合征、認知水平，特別是在應用Meta分析和系統分析方法之后，不斷涌現出針對不同年齡段兒童運動能力和肌肉力量的系統評估體系研究。近幾年來，研究重點逐漸拓展到疾病危險因素的預測、發育性協調功能障礙等方面，體現出研究領域的不斷拓展、研究內容不斷細化，更加注重多維度和多范式的研究特點。

3.3? 兒童體質健康研究的前沿演化

在一篇規范的學術論文中，關鍵詞往往只有3～5個，是作者對論文核心內容的總結和提煉，是論文的精髓所在;因此，某一關鍵詞在某學科研究領域中不斷地涌現，可以得出該研究領域的熱點話題[59]。為了能夠準確地觀察兒童體質健康研究前沿的演化過程，提取突現率由高到低排序的前15個關鍵詞信息（見表1），以透過不同時期關鍵詞的突現強度來展現兒童體質健康研究發展的脈絡。

由表1可見，突現率排名前15位的關鍵詞中，突現時間在1980年的是兒童（children），1992年突現的是鍛煉（exercise），1993年突現的是身體健康（physical fitness）和生長發育（growth）2個關鍵詞，1994年突現的是血壓（blood pressure），2004年突現的是肥胖（obesity），2005年突現的是流行率（prevalence），2008年突現身體健康與運動（physical fitness and sport）、兒童與青少年健康（child and adolescent health）和代謝綜合征（metabolic syndrome）3個關鍵詞，2009年突現的是智力低下（mental retardation），2011年突現的是折返跑（shuttle run test），2015年突現的是學齡前兒童（preschool children）和Meta分析（Meta-analysis）2個關鍵詞，2016年突現的是肌肉力量（muscular strength）。

通過研讀各時期的文獻，結合上述聚類的熱點分析，可將1980—2019年兒童體質健康研究的前沿演化劃分3個階段：第1階段是2000年以前，研究主題為從運動能力和心血管機能探討兒童身體健康;第2階段是2000—2010年，主要從肥胖的流行性、代謝綜合征、認知能力探討運動與兒童身體健康;第3階段是2010年至今，圍繞折返跑探討肌肉力量與兒童體質健康的關系。綜合3個階段的研究主題可發現，兒童體質健康研究的路徑是從兒童生長發育到身體機能再到運動與身體健康的演化過程。近年的研究關注了肌肉力量和肌肉能力，一切身體活動與運動技能的完成需要肌肉實現，身體活動的增加和增強可促進肌肉力量和能力，突顯肌肉質量的重要性。

4? ? 小結和展望

本文試圖對WOS收錄的有關兒童體質健康研究的熱點和前沿演化進行分析，以期拓展我國在兒童體質健康領域的研究。兒童體質健康的研究呈現多樣化的研究方法、多元化的研究內容、科學系統的研究手段等特點，例如借助大數據、現代科學技術等根據兒童體質健康的外顯行為表現和生理機能來預測未來疾病風險，為兒童健康成長和教育研究提供科學依據，為研究者進一步開展兒童體質健康的研究提供參考。在分析現有研究成果的基礎上，今后的研究可以集中探索以下幾個方面。

1）進一步探索兒童體質健康的評價方法。隨著科學技術的進步和發展，測量儀器的不斷更新，研究范式不斷變革，整個研究領域迎來新的挑戰和機遇。例如腦科學的研究采用先進技術和方法獲取大腦激活程度和激活區域來探討兒童認知水平。當前，學校和教師的教學方式和方法發生了變化，兒童的生活和學習方式也發生了變化，探索新的兒童體質健康評價方法，有益于對兒童的體質健康作出更為準確的評價。

2）進一步探索兒童體質健康、教育環境與兒童成長之間的關系，以期為教育和干預提供科學依據。大量研究表明，家庭、學校和社會等因素對兒童的健康成長至關重要。如何實現家庭、學校和社會“三位一體”聯動效應，為兒童的體重控制、體育行為、情緒控制、學業成績等探尋解決問題的有效途徑;如何獲取促進兒童身體健康的前沿信息，準確解讀兒童生長過程的影響因素，根據研究成果和先進技術對兒童體質健康的影響因素進行全面的詮釋，形成較為系統的評估系統和診斷模型都是未來需要關注的重點問題。

3）為了更好地促進兒童健康成長，應進一步開展兒童體質健康相關的運動干預研究，充分發揮現有研究成果所具有的教育價值。教育科研工作者產出的研究成果如何實現成果轉化，如何運用研究成果提升教學質量，如何在后續教育中持續促進兒童的發展，這些都是今后兒童體質健康研究應該關注的重要問題。

總之，有關兒童體質健康的研究，體育科學、心理學、腦科學、教育學、公共衛生學等領域已累積了大量研究成果。我國的兒童教育工作者，有必要參考國外兒童體質健康最新研究成果，探尋兒童健康成長與教育實踐的科學路徑。

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