班级间差异与体质健康的组成相关因素：基于中国某高校年度监测记录的多水平分析

《Frontiers in Psychology》：Between-class variation and compositional correlates of physical fitness: a multilevel analysis of annual surveillance records from one Chinese university

　　

本研究为回顾性研究，利用2020至2024年中国四川省某公立高校的年度监测记录，量化了大学生体质健康的班级间变异，并考察了个体与班级层面的相关因素。记录嵌套于类年单元（特定行政班在特定调查年份的观测）。尽管未直接测量社会心理构念，量化班级间变异是健康心理学研究同伴规范、动机氛围与集体效能如何关联学生体能的必要第一步；因此本研究为假设生成而非机制检验。分析涵盖2591个类年单元的106461条去标识化记录（男44240，女62221；均值年龄20.67±1.54岁；均值身体质量指数（BMI）21.64±3.52 kg/m2）。拟合多水平线性模型，将日历年（2020–2024）作为分类固定效应集纳入主要设定。班级间变异显著（零模型组内相关系数（ICC）=0.178；个体与日历年调整后可调ICC=0.151）。较高的班内BMI、较大年龄与男性性别关联较低体能（班内BMI β=?0.528，p<0.001；性别（男对女）β=?4.174，p<0.001）；大二与大四学生得分高于大一（β=0.803与1.913）。班级层面，较高男性比例（β=1.090，p<0.001）正向关联体能，而较大班级规模（β=?0.012，p=0.021；20人差距仅约0.24分差异，实际可忽略）与较高班级均值BMI（β=?0.906，p<0.001，最大班级层关联）关联较低体能。标准化系数确认性别与班内BMI为最强个体层相关；固定效应解释15.4%方差（边际R2=0.154；条件R2=0.282）。随机斜率扩展显示班内BMI-体能关联跨班变化（似然比χ2=463.07，df=2，p<0.001），但异质性实际温和（斜率SD≈0.27；约95%班特定斜率介于?1.05与+0.01）。结果为存在有意义班级层变异提供证据——非机制检验——并指出针对大学体能的分析与干预应考虑数据的聚类结构。

研究背景方面，大学生体质健康是青年期身心发展的复合指标，也是高校健康促进与人才培养的关键准则。全国监测显示中国大学生体能自2000至2019年总体不利变化，心血管风险上升，大学阶段成为健康风险早现的临界窗口。现有文献多聚焦个体层决定因素（如BMI与体能的逆相关、性别与年级差异），但以个体为学生唯一分析单元，忽视学生嵌套于班级、专业与学院的分层结构。从教育组织视角，班级不仅是统计背景变量，更是同伴规范、共享作息、动机氛围与集体效能等近端社会生态情境的载体；但既往中国教育场景下的多水平研究较少。研究人员指出，本次监测库仅含班级组成指标（班级规模、男性比例、班级均值BMI），未直接测量组织与心理情境，故研究属探索性与假设生成。研究人员开展本研究的三项目标为：量化体能总分班级间变异（ICC）；在调整个体特征与日历年后检验班级规模、男性比例与班级均值BMI是否关联体能；检验班内BMI-体能斜率是否跨班变化。

样本与队列来源上，研究人员使用2020–2024年四川省宜宾学院（Yibin University）年度《国家学生体质健康标准》（NSPFS）监测记录，经去标识化后以“年度记录”为分析单元（因无稳定跨年个人标识符，无法做个体纵向链接），定义“类年单元”为特定行政班在特定调查年的观测。原始107441条记录经排除不可信BMI（12–50 kg/m²之外）、异常年龄（15–35岁之外）、不可辨年级及类年单元少于5条后，保留106461条记录、2591个类年单元（中位班级规模41，范围5–84）。NSPFS总分（0–120，含加分）按性别与年级特异常模加权合成，含BMI（15%）、肺活量（15%）、50米跑（20%）、坐位体前屈（10%）、立定跳远（10%）及耐力/力量块（30%）。

关键技术方法上，研究人员采用Python 3.12与statsmodels 0.14.6中MixedLM以最大似然拟合并行空模型、模型1（加个体与班级协变量）、模型2（加分类日历年，为主要设定）与模型3（加班内BMI随机斜率）。个体BMI做班内中心化、班级均值BMI作独立层2预测以分离班内/班间效应；年龄、班级规模、男性比例、班级均值BMI做总均值中心化。嵌套模型以似然比检验比较，报告ICC、边际与条件R²（Nakagawa & Schielzeth法）、方差膨胀因子、残差诊断与±3 SD随机截距影响分析；因无法跨年链接个体，另做各年单独拟合的单年敏感性分析，并补充加班级均值年龄、去年龄或去年级的辅助模型。

研究结果部分，3.1样本特征显示总体均值年龄20.67±1.54岁、BMI 21.64±3.52 kg/m²、体能总分71.60±8.56，男性BMI更高（22.39对21.11）但总分更低（68.80对73.59），符合NSPFS性别常模。3.2纳入与排除记录对比表明被剔记录偏老、BMI偏高、男性偏多（多为五年级/留级不可赋年级者），但体能均值无差（71.60对71.62，p=0.946），排除不引入结果偏倚。3.3零模型班级间方差13.08、残差方差60.23，ICC=0.178，证明约18%体能方差存在于类年单元间，各年单独拟合ICC为0.097–0.253，聚类非年份合并假象。3.4模型2固定效应中，班内BMI（β=?0.528）、年龄（β=?0.128）、男性（β=?4.174）负向；大二（β=0.803）与大四（β=1.913）高于大一，大三不显著（β=0.283，p=0.078）；班级层男性比例正向（β=1.090）、班级规模负向但可忽略（β=?0.012）、班级均值BMI负向且最强（β=?0.906）；日历年非单调（2024 β=3.057、2021 β=2.805较高，2022略低）。标准化系数中性别（?0.240）与班内BMI（?0.212）为最强个体相关，班级均值BMI（?0.084）为最强班级层相关；边际R²=0.154、条件R²=0.282。3.5模型比较上次第加入协变量、年、随机斜率均显著改善拟合（模型2相对空模型LR χ²=15091.84，df=13；模型3相对模型2 LR χ²=463.07，df=2），模型2调ICC=0.151。3.6随机斜率模型中班内BMI斜率方差0.073（SD≈0.27），均值?0.519，约95%班特定斜率?1.05至+0.01，少于4%为正；随机截距-斜率协方差不显著（p=0.228），故以模型2为主推断。3.7诊断与敏感性中，所有固定效应VIF<2.1，去除14个±3 SD类年单元后系数基本不变；单年分析中ICC与各核心关联方向稳定，性别系数年际波动大（2020年?0.448至2022年?9.003），印证分类年设定；加班级均值年龄或去年龄/年级不改班级层结论。

讨论部分总结，研究人员强调ICC=0.178证明类年单元是大学体能非平凡聚类层，与Novak等报道的校间变异及中国教育场景多水平研究一致；班级作为同伴规范、动机氛围（Ryan & Deci）、集体效能（Bandura；Zaccaro等）载体具健康心理学意义，但本次数据未测这些构念，所报变异是待检经验靶标而非机制证据。方法上，大ICC意味着忽略聚类的单水平分析会低估标准误。个体层BMI负向关联复现中国学生已知逆相关，部分由NSPFS总分直接含BMI权重（15%）构成；性别系数须在性别常模背景下读，反映分量加权而非单纯体能差。班级层关联被明确定义为组成性而非情境性：班级均值BMI与男性比例为聚合指标，班级规模效应实际可忽略（20人差0.24分）。实践上，体能监测须用多水平或聚类稳健法，班级层筛查可辅助体育资源定向但须基于直测需求而非性别/BMI组成以免污名化。局限包括记录层横断、无跨年个体链接、无心理行为变量、NSPFS总分嵌入BMI与性别常模、单校单省及2020–2024含疫情干扰致泛化受限。

结论部分原文翻译：在来自中国某高校的大型多年监测样本中，体能得分在类年单元间存在显著变异（ICC=0.178），且个体特征（BMI、年龄、性别、年级）与班级组成（均值BMI、男性比例、班级规模）各自独立关联体能。班内BMI-体能关联在几乎所有班级中为负但强度温和变异。这些结果确立班级层聚类为大学体能数据稳健可复现特征，并为未来直测同伴规范、动机氛围与集体效能等机制的假说提供生成基础。在分析上，其表明有关大学体能的有效推断需采用考虑数据聚类结构的方法。

（该文发表于《Frontiers in Psychology》17卷，文章编号1892473。）