学术论文 | 校园社交网络干预对青少年健康行为的影响：一种基于性别特征的多智能体模型
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天津市和平区某中学的工作始于和朋友打完球的传统晚间烧烤活动，当时听到有这种数据的时候两眼放光，大概在18年开始用一小批实验数据做了好几轮探索，包括兴致勃勃地与哈佛大学医学院同事和各类教育学专业同事兼多年不见的朋友、校友的研讨。然后就是卡壳多年终止于实验，好像又开始了自己不想对付着写东西的毛病。
去年春天打球撸串的朋友又重启话题，这次是更常规的体测数据。虽然是个健康的大话题，也得益于过往实验室同学的探索，但当时除了数据分析服务之外也没想出什么好的问题。坦白来说我自己在数字人文几大技术途径中网络分析应当最为稀松平常，所以当时一直怀疑这个工作能不能做得出来。张舒倒是很镇定，即使在教育局跟各方的头脑风暴中面对更多的质疑与不确定，也能摆出创新的想法。后面紧接着不显山露水的，居然很快地做得规规矩矩的成果出来，文章也写得好顺。当时有个征稿，是叶宇和杨林川老师的环境健康专题，正好就投了个摘要觉得挺合适。当然最后食言了，又发现有现在这个更适合的专辑。原来的专辑后来编辑一再地催，也把当时被桌拒得有点走投无路的另一篇文章抵上，反而意外地获得首肯，现在正在刊出中——这是后话。
这篇文章的确写得好，我自己其实除了啦啦队和钱包的作用之外没什么贡献。本来觉得张舒上一篇文章的稿子有点散，但应当是自我学习和领会能力超一流。这是我们第一篇独立一区和SSCI文章，也开创了接收时间的最短记录。
PS，这个中学的前身是民国时期开始的老家子弟中学，祖父是当年老家商人朋友圈的首领，保不齐也应当有父辈就读于该校。我干点活儿，对得起祖宗。
——SHAPC lab 主任 何捷
“公共健康”相关的话题探索开始于2021年春季初，当时本学术小白还在为即将到来的硕士研究选题而苦恼，幸运的是，在与何老师交流过后便得到了开展天津市中学生健康行为项目的机会。这项研究的后续推动也得益于合作各方的支持和过往实验室的成果积累，包括勾乐梅师姐的毕业论文、郭晓敏师姐的资料助力，以及本科生的大创成果等。因此，研究的初始锚点也更倾向于健康促进的方法探索，而非单单对行为现象的解释。
之后的实验阶段，各种研究假设的灵感实在要感恩于优秀的实验室加持。一是恰好赶上天意师兄在为城垣杯竞赛课题招募成员，其研究的主题也聚焦在儿童友好的设施用地优化方法，抱大腿式的参与过程让我对多智能体模型有了粗浅的了解和简单尝试；二是及时获取到了天津市和平区某中学3年的学生体测数据，时间范围包含2019-2020年新冠疫情下的停课背景，这也为讨论物理环境变化对青少年体质健康的影响提供了契机；三是一直以来实验室内突破学科边界而不断交叉碰撞的学术火花，如社会学学科背景下的网络方法引介、计算机学科背景下的行为仿真和社会力模型计算，都无形中催生了本项研究中对网络结构和行为传播的关注。
当然，第一次英文论文的撰写、多轮打磨和投稿一直伴有何老师和天意师兄的耐心指导与帮助，好在最后文章的顺利发表也算不辜负大家的努力和付出，虽然研究成果还尚显稚嫩，仍希望能对后疫情时代的校园健康促进实践有所启发。
——SHAPC lab 2020级硕士生 张舒
实验室于2022年4月在医学与公共卫生领域的跨学科期刊《Frontiers in Public Health》发表学术论文《The Influence of a School Social Network Intervention on Adolescent's Health Behaviors: A Gender-Specific Agent-Based Model》，收录于该刊“Children and Health”专辑中的“Effective Strategies for Promoting Health-Enhancing Children's Physical Activity”话题下。该论文由何捷老师指导，实验室2020级硕士研究生张舒同学、2019级硕士研究生肖天意同学共同完成。论文相关内容也是张舒同学毕业论文研究成果的一部分。
本期推送对该文进行简要译介以飨读者。点击文末“阅读原文”可跳转至《Frontiers in Public Health》网络发表界面。该文开放存取，欢迎交流和指正。
01
论文题目
校园社交网络干预对青少年健康行为的影响：一种基于性别特征的多智能体模型
The Influence of a School Social Network Intervention on Adolescent's Health Behaviors: A Gender-Specific Agent-Based Model
02
论文引用及开放存取位置
Zhang S, Xiao T Y, He J. The Influence of a School Social Network Intervention on Adolescent's Health Behaviors: A Gender-Specific Agent-Based Model[J]. Frontiers in Public Health, 2022,10:861743. https://doi.org/10.3389/fpubh.2022.861743.
（点击文末“阅读原文”跳转阅读）
03
论文摘要
简介：青春期是个体健康行为发展的重要阶段，与成年期的健康水平相关。2019 年，新型冠状病毒 (COVID-19) 大流行导致的学校停课措施，造成了青少年的体力活动水平明显不足，并面临着肥胖风险的增加。社交网络干预为促进健康行为提供了较为有效的方法，但目前的研究往往忽视了青少年在行为模式和情感偏好上的性别差异。本研究于个体性别特征的语境下，旨在检验基于网络中心性方法在改善青少年健康行为的社交网络干预中的有效性。
方法：我们构建了一个多智能体模型 (ABM)，同时支持青少年社交网络的小世界网络特征。研究于2018 年、2019 年和 2020 年的11 月在中国天津收集了来自234名初中生（48% 为女生）的相关健康数据。研究模拟了多种基于网络特征的干预情景，通过中介中心性、接近中心性、特征向量中心性、PageRank，以及随机条件（对照组），来确定选择具有不同影响力的代理（agent）标准。模拟中用于产生同伴影响并加速行为改变的规则主要是基于创新传播理论和性别规范。
结果：学校疫情停课后，青少年超重和肥胖率呈现显着增加，其中女生的增加幅度大于男生（+8.85% vs. +1.65%，p < 0.001）。模拟表明，基于中心性的网络干预比随机条件更加有效（ 6.17% / tick vs. 5.22% / tick，p < 0.05），且女生在健康行为的传播效率高于男生（3.68% / tick vs. 2.99% / tick，p < 0.05）。总体水平上，PageRank 的传播效率优于其他中心性条件（6.37% / tick，p < 0.05）。在女生组中，中介中心性是传播效率最好的方法（3.85% / tick，p < 0.05）；而在男生组中，PageRank 的传播效率仍然最好（3.21% / tick，p < 0.05）。
结论：研究发现了与 COVID-19 相关的校园停课对青少年健康的负面影响，以及基于中心性的社交网络干预方法在其健康行为促进方面的性别差异特征。因此，在后疫情的时代背景下，笔者强调了在校园实践中以性别为策略导向，从而实现促进学生健康行为的相关计划的重要性。
Introduction: Adolescence is a crucial stage for health behavior development, which is associated with health in adulthood. School closures caused by the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic have exposed adolescents to an increased risk of obesity due to a lack of physical activity. Although social network interventions provide an effective approach for promoting health-related behavior, current practices neglect gender differences in adolescent behavioral patterns and emotional preferences. The aim of this study was to examine the effectiveness of centrality-based methods integrated with of gender contexts in a social network intervention to improve adolescent's health behavior.
Methods: We developed an agent-based model (ABM) that supports the small-world characteristics of adolescent social networks. Health-related data for junior middle school students (n = 234, 48% girls) were collected in November 2018, 2019 and 2020 in Tianjin, China. We simulated multiple network-based interventions with different criteria for influential agents (i.e., betweenness centrality, closeness centrality, eigenvector centrality, and PageRank) and a random condition. The rules for generating peer influence and accelerating behavioral changes were based on the diffusion of innovations theory, with gender specifications.
Results: After the school closures, there was a significant increase in the prevalence of overweight and obesity among adolescents, with a greater increase in girls than in boys (+8.85% vs. +1.65%, p < 0.001). Simulations showed that centrality-based network interventions were more effective than the random condition (average 6.17% per tick vs. 5.22% per tick, p < 0.05), with a higher efficiency in girls than boys (average 3.68% vs. 2.99% per tick, p < 0.05). PageRank outperformed other centrality conditions at the population level (6.37% per tick, p < 0.05). In girls, betweenness centrality was the best method (3.85% per tick, p < 0.05), while in boys, PageRank still had the greatest efficiency (3.21% per tick, p < 0.05).
Conclusions: We found evidence for gender differences in the negative impact of COVID-19-related school closures and the potential for centrality-based social network interventions to affect adolescent health behavior. Therefore, we emphasize the importance of gender-specific targeting strategies to further promote health-related school programs in the post-pandemic era.
Fig 1. The building process of the Watts–Strogatz small-world model with gender contexts.
图1 结合性别语境的 Watts-Strogatz 小世界模型的构建过程
Fig 2. Intervention outcomes of the random and four centrality-based conditions.
图2 随机和四种基于网络中心性方法的干预结果
Fig 3. Gender differences under four centrality-based interventions.
图3 四种基于网络中心性干预情景下的性别差异
04
论文关键词
性别差异；多智能体模型（ABM）；肥胖；同伴影响；小世界网络；中心性度量
Gender differences, Agent-based Model (ABM), Obesity, Peer influence, Small-world networks, Centrality measurement
撰稿 / 何捷 张舒
编辑 / 张舒
校对 / 宋一鸣
执行 / 郭少军
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