谭 萍
（南京邮电大学通达学院 商学院，江苏 扬州 225127）
在新型冠状病毒疫情全球爆发的情况下，全国高校2020 年春季开学日期均被推迟，对此教育部提出“停课不停教、停课不停学”的倡议[1]。许多网络平台免费开放了各种在线教学相关网络资源，全国高校都积极组织专家和专任教师分享在线教学经验，研讨如何有效利用网络平台进行课程建设和在线直播教学。2020 年2 月20 日，《教育部高等教育司关于发布第二批在新冠肺炎疫情防控期间支持高校在线教学的课程资源平台和技术平台名单的通知》中给出了15个在线教学平台，这些平台各有其特色和优势，并且在疫情防控期间都启动了相应的支持高校开展在线教学活动的服务[2]。当前中国大学MOOC（慕课）[3]和雨课堂[4]得到了更大范围的在线教学应用，也因此出现了高校线上教学一开始网络平台访问量大、无法登录等现象。使用微助教[5]和腾讯课堂[6]教学平台相结合的方式开展在线教学活动，可以避免慕课教学不能很好地实现线上交流互动的情况，且避开开学之初雨课堂使用量太大无法登录实施在线互动教学的问题。
在大数据时代下，数据挖掘是最常用的数据分析手段，在各个领域得到了广泛的应用，R 语言成为数据挖掘的重要工具之一[7]。统计建模课程线下教学中主要以计算机统计分析R 软件为工具进行教学[8]，基于统计建模思想建立量化方法可为统计大数据决策提供商业智能与统计智能[9]。由于统计建模是集数学、统计学和计算机软件操作相结合的综合性课程，学习难度比较大，传统的线下统计建模教学侧重于课堂讲解，对实践操作教学方式单一，不利于学生学以致用。在当前疫情形势下，采用“微助教+腾讯课堂+QQ 群+微信”相结合的线上线下混合式教学模式，充分利用各在线平台的特点和优势，可以有效促进在线教学过程中理论教学和实践操作的紧密融合；
基于R 语言的统计建模课程教学直播教学的课前、课中和课后全过程在线教学实施方案，可以为其他带有计算机软件实践操作相关课程的线上线下混合式教学改革提供有益的参考。
统计建模课程将统计方法和计算机技术结合，以计算机统计分析软件为工具，利用各种统计分析方法对批量数据建立统计模型，通过探索处理数据的过程，有助于建立以数据分析为导向的统计与计算思维，发现和挖掘数据背后的规律，揭示数据背后的因素，诠释社会经济现象，对经济和社会发展做出预测或判断，为经济社会的发展提供更有价值的统计信息。随着计算机和网络技术的快速普及和广泛发展，面对数据和信息爆炸的挑战，如何迅速有效地进行数据处理，将其提炼为信息和知识并提供信息智能推理功能，是统计工作者和数据分析初学者需要关注的重要问题。
R 软件是当前流行的统计分析软件，与专业化的商业统计软件SPSS、SAS、STATA 等相比，由于开源免费，对于学生来说，只要有电脑和网络，就可以通过网站下载R 软件。另外，R 语言不局限于Windows 系统，还兼容Linux 和MAC系统，跨平台的特性也为疫情期间线上教学提供了很好的教学软件资源。因此，R 软件非常适合在高校进行统计建模课程教学时使用。
2.1 教学平台的选择
微助教平台是集备课、计划、课堂互动、在线测试、签到、课堂讨论、直播教学、录播教学、学习记录跟踪、分组教学、作业管理、移动端教学、云资源共享、统一门户管理等多种教学功能为一体的智慧教学工具，也是笔者线上线下相结合时选用的网上教学工具（平台界面如图1所示）。
图1 微助教平台界面
与雨课堂相比，微助教具有无须安装插件、不需要改变传统教学的PPT 以适应在线教学等优点，教师只需要使用网页端和微信端就可以进行教学管理，而学生使用微信也十分方便。因疫情期间快速开发的直播功能不稳定，对网络要求较高，并会出现直播延迟，本次教学在《教育部高等教育司关于发布第二批在新冠肺炎疫情防控期间支持高校在线教学的课程资源平台和技术平台名单的通知》出台之前就选择了腾讯课堂作为在线直播教学工具。腾讯课堂是一种集成直播教学、屏幕分享、直播讨论和直播回放的在线教学工具，能够快速帮助教师搭建自己的专属课堂，支持手机、电脑、iPad 等多终端学习。此外，腾讯QQ 作为一款即时且普遍使用的通信软件，建立QQ 群可以方便地开展课前的学情调研、课后的辅导答疑等活动，并可有针对性地对一些性格内向腼腆、不善于集体讨论的同学进行一对一辅导。因此，采用具有学习统计数据的“微助教”、能够互动直播教学的“腾讯课堂”和具有普遍适用性的“QQ 群”和“微信”四结合的教学模式开展在线教学是可行的。
2.2 师生开课前准备
在学校积极响应教育部提出的根据校情、学情制订疫情防控期间在线教学实施方案之时，各任课教师便着手开课前各种准备，以保证在线学习与线下课堂教学质量实质等效。基于QQ 在学生中的广泛使用，教师在开课前两周就建好课程学习QQ 群，将各小班班长设为群管理员，协助教师对入群的每一位参加学习的学生进行信息确认；
另外，通过单独联系辅导员和班长，针对该门课程的开设进行针对性地调查了解。对学生的学习条件、先修课程的掌握情况、学习能力与学习习惯等进行调查（图2 所示为基于微助教的课程开课前调研），通过调研发现，58.9%的学生使用手机进行在线学习，23.29%的学生使用手机网络，6.85%的学生使用随身WiFi 网络进行学习。对学习资料不齐全、少数学生家中没有WiFi 或没有电脑等问题，教师都要事先进行针对性地教学设计和准备，在选择教学平台时，需要考虑用有回放或者能提供录播视频的平台。
开课前，全体学生要了解课程在线教学的开展方式、课程资源的网址和所需软件等；
通过教师的引导和帮助安装“腾讯课堂”App，使用微信扫描完成“微助教”平台注册，并在电脑端提前下载和安装好统计建模课程所需要的R 软件。上述事项的完成为按时开展在线教学提供了必要条件。
图2 在线教学开课前调研结果
精心的教学组织设计是保证教学实施过程顺利完成的关键。对于大部分教师来说，在线教学是一种新形式，教师要针对课前、课中、课后的各个教学环节进行全面设计，保障在线教学实施的效果。
3.1 每节课前准备
每一次课的前一天将本次课的教学设计上传到微助教课件文件中，学生微信端便能及时收到提醒去查阅课件，使学生提前了解教学内容和过程，做好课前准备。教学设计针对每一次课要讲授的内容，从教学进度、课时安排、知识关联、教学理念、教学目标、教学内容、重难点分析、教学过程与方法等方面，进行具体说明和详细规划；
同时，将教学大纲、电子教材、教学课件、作业文件等教学资料一并上传，解决学生学习资料缺乏的问题，并且提醒学生做好课前预习工作。微助教上能看到每位学生预习课件资料的时间，可以通过设置参与预习课件的情况给出平时成绩，以提高学生预习课程的积极性。
3.2 在线教学过程
正式上课时间以学生正常的课表时间为准。每次教学的具体安排主要由微助教签到、腾讯课堂直播讲解、腾讯课堂分享屏幕软件操作、微助教随堂练习、QQ 辅导答疑等环节组成。整个在线课堂教学实施流程如图3 所示。
（1）课堂签到。每次课前10 分钟，教师通过微助教网页或手机端使用签到功能，系统自动发送消息到学生端微信提醒学生课前签到，学生很方便地通过消息链接打开微助教完成签到。签到功能包括普通签到、GPS 签到和二维码签到，可以根据具体情况选择使用不同的签到方式。根据前期调研的结果，有一部分学生仅有手机观看直播课，无法通过扫描二维码方式进行签到，因此本次在线教学均采用普通签到方式。在实际线下教学过程中，GPS 签到和二维码签到可以有效防止学生未到课堂而签到的现象发生。如果所教学班级的每位学生都使用电脑进行腾讯课堂学习，那么可以开启二维码签到，能有效防止学生未看直播而签到的现象。
图3 在线课堂教学实施流程图
（2）腾讯课堂直播。签到完成之后，学生即可通过教师分享的链接进入腾讯课堂。教师可播放歌曲活跃课堂气氛，同时可以检测音频与屏幕分享功能是否正常。待学生全部进入课堂后，教师即可进行直播授课。直播过程中，教师可以通过分享并实时操控PPT 讲解知识点，也可以通过分享屏幕进行R 软件数据的可视化教学，更加直观地展示给学生，使抽象的理论变得具体，使课堂上讲授的理论、案例分析和统计软件三者有机结合（直播授课界面如图4 所示）。在这次教学实践中发现，采用在线教学R 软件讲解操作，学生可以通过手机观看视频直播、电脑同步操作R 软件的方式进行学习，比传统的在课堂或者实验室教学效果更好。在每个知识点讲解完之后，通过点击左下方答题卡进行随堂提问，学生可通过举手进行音频回答或在右下方讨论区实时回答。腾讯课堂分享屏幕过程中也可以采用微助教形式进行直播，并开启微助教的实时弹幕功能，学生可以发送问题实时显示在直播屏幕上。鉴于本课程的应用性以及R 软件自身的开放性，教师讲完R 软件的基础入门操作后，可以在线指导学生下载不同的程序包来实现多种功能，并且软件自带的帮助指令也能让学生有更多自我探索、自我学习的机会，最大限度地发挥学生的主观性，以R 软件促进统计建模课程理论学习，学以致用，获得最优的学习效果。
图4 课程采用腾讯课堂直播
（3）微助教随堂测试。课程最后可在微助教答题区进行随堂测试并设置测试时限，学生就可以通过手机或PC 端完成测试。微助教系统会自动统计答题人数、学生答案分布以及每个学生的答案。系统会自动批阅并计算每个学生的答题分数，计入每个学生的成绩管理中，作为平时成绩的一部分。教师可以实时掌握学生学习动态，并给予未完成学习的学生学习预警，以促进学生真正参与在线学习，保证在线学习与线下课堂教学质量实质等效。
3.3 课后安排
课后巩固阶段主要分为以下几个方面。
（1）腾讯课堂直播回放。学生可以通过腾讯课堂回放功能反复翻看课堂讲授的PPT 和视频，特别是因为某些原因没能上课的学生，或有些知识点没有听懂的学生，可通过回放进行学习。教师通过直播回放功能还可以查看学生课堂观看直播时长，也可以查看学生进入直播课堂的起始时间，这些统计数据都可以作为课堂考勤的依据以及缺勤学生的补课学习记录。通过查阅本课程的腾讯直播回放情况发现，发现98%以上的学生都积极参与了直播教学的全过程。
（2）微助教完成作业和答题。教师通过微助教作业功能向学生推送课后作业，通过微助教答题功能推送教师精心设计的组卷答题，学生微信端及时收到作业和答题提醒，并且在微信上即可完成作业和答题的提交。答题功能能够对客观题（如选择题、填空题、判断题等）进行在线自动化判分，有效降低教师批改作业的工作量，以便其有更多的时间设计高质量的主观题；
作业着重通过应用题和简答题进行综合知识考核，帮助学生完成课后的复习巩固。
为了可以监督学生及时完成作业，微助教作业功能项中可以设置作业提交的截止时间，并可在截止时间前，对尚未提交作业的学生“一键催交”，有效提醒学习主动性不强的学生。学生完成作业后可以以文件、图片或者语音的形式上传，教师可以按照班级对上传的作业进行下载与批改，另外，还可以根据题目的性质采用在线学生互评+教师评价相结合的形式。对于作业完成不合格的作业进行打回，作业未提交的学生也可以使用补交功能。例如，在本次教学实践过程中一次作业收集情况如下：全班115 名学生，按时提交了110 份，超时提交了1 份，未提交作业4份。未提交作业的学生在收到补交通知后，很快在第二天就完成了作业的提交。与传统提交作业方式相比，在线提交作业方式更为便捷，更能节省学生和教师的时间。
（3）微助教讨论+腾讯课堂相结合进行答疑。对于一些比较复杂并且多数学生都没有很好掌握的知识点，教师可以通过微助教开放讨论区，有问题的学生直接将问题发送到微助教讨论板块，教师能够及时看到提问，并可设置匿名方式以保护提问学生的隐私，有效保证学生提问的积极性；
同时，教师可以针对提问多的问题在腾讯课堂进行集中答疑讲解。在线教学中发现，平时线下教学过程中一些性格内向的学生很少提问，但是在线上由于提问能保护提问人的隐私，学生的提问变得积极。另外，可以通过设置，对于积极参与提问和课程讨论的学生，给予一定的平时成绩附加分奖励，有效延伸课后学习与思考，促进学生自主学习并积极思考。通过讨论也可以及时方便地开展学习结果调研与反馈，并对不善于集体讨论的学生采用腾讯课堂进行一对一辅导和教学帮扶。
本次在线教学实践中主要应用的“微助教”和“腾讯课堂”直播在线教学平台，充分利用了双方工具的优势，克服了单一平台的不足，达到甚至超越了传统线下课堂教学的效果。从直播延迟、课前准备、课堂讨论、课后作业、直播弹幕、课程回放等方面，对“微助教”“腾讯课堂”和“微助教+腾讯课堂”相结合的3 种教学方式的对比分析如下。
（1）在直播延迟方面，微助教平台直播延迟影响教学效果。微助教平台主要是为了辅助教师线下课堂教学而开发的平台，在疫情下紧急推出的直播教学功能，虽然功能齐全，但是由于直播技术还达不到腾讯课堂的实时（延时可控制在百毫秒级）教学效果，实际微助教直播教学中进行的实测时延大概是30 秒左右，导致其直播功能大打折扣。
（2）在课前准备方面，微助教通过课件分享功能，及时发布相关课程的资料，能够有效辅助腾讯课堂的在线教学课前资料的及时发放与通知；
并且可以通过第三方软件录制腾讯课堂的教学过程，然后以视频课件的形式发布给学生。
（3）在课堂讨论方面，腾讯课堂提供的单选、多选的在线教学效果测试方式比较单一，且不能与平时成绩考核综合在一起，而微助教能提供文字、语音、图片等多种方式，并且提供为参与讨论的学生设置平时成绩的功能。在直播过程中，微助教可以直接切换到讨论、答题、组卷、点答、随机点名等模块，两个工具的结合使用可以有效调动学生积极参与在线课堂教学。
（4）在课后作业布置方面，腾讯课堂主要偏重于在线课堂教学，利用微助教的作业、答题等设置截止时间等功能，有效实现了传统课堂课后的作业过程化管理全过程。
（5）在直播弹幕方面，腾讯课堂的聊天方式虽然有记录，但是实际教学过程中发现学生对微助教直播过程中看到自己的提问以弹幕方式显示在教学屏幕上，并能得到教师的及时解答感觉更新鲜、更直观，弹幕功能吸引了参与课程的学生实时提供对当前学习的问题反馈。本次教学利用腾讯课堂的实时屏幕分享功能，同时结合微助教平台提供的弹幕，教师实现了实时教学，学生使用微助教弹幕进行实时学习效果反馈，达到了良好的课堂教学和师生互动的效果。
（6）在课程回放方面，腾讯课堂提供了直播回放功能，微助教则需要结合使用第三方录屏录音软件录制教学过程，再通过课件发送，并且视频限制在300M 以内。3 种教学方式的对比分析见表1。
表1 微助教、腾讯课堂和“微助教+腾讯课堂”相结合的在线教学对比分析
教学评价对于提高课堂教学质量，推进课程教学改革具有十分重要的意义。在基于“微助教、腾讯课堂、QQ 群和微信”相结合的在线教学模式下，教师可通过课堂签到情况、预习任务完成情况、随堂测试得分情况、课内讨论、课后作业、综合应用与拓展延伸以及讨论区的贡献，对学生的学习情况进行总体评价，并将其作为返校后期末总评成绩中平时成绩的主要依据。微助教平台提供了严格的过程化学习考核数据，这也是响应教育部对高校教学要求进行科学的过程化考核的必然要求。本次在线教学初步设计的课程平时成绩设置情况如下：签到30%、答题30%、讨论10%、作业10%、课件查看20%。
另外，在线教学对学生的考核是一方面，教学效果究竟如何，应该由学生说了算。传统的教学是教学结束后，教学评估部门对学生学习情况进行调研。本次在线教学实践充分利用微助教平台提供的课程反馈功能，可实现对每节课的教学效果进行匿名客观评价。本次课程评价使用3 个维度：教师备课情况、学生学习效果、课程资源情况，每个维度满分为5 分，让学生给出课程的总体评价。某次课程教学结束后学生对当次课程匿名反馈的结果如图5 所示：教师备课情况4.95分，学生学习效果4.88 分，课程资源情况4.91分，平均评分为4.91 分。各项评价得分均达到了97%以上的认可度，说明本次在线教学效果是令学生满意的。
图5 课程反馈
线上教学组织与实施过程中，微助教和腾讯课堂相结合的在线教学平台为学生提供了统计建模课程学习内容及相关课程资源，引导学生积极学习和深入思考，鼓励学生在腾讯课堂线上积极参与和交流，有效提升了学生反馈学习情况和提出问题的积极性。教师依据腾讯课程和微助教平台的线上智能化数据记录，能够全面准确地了解学生的学习情况和知识掌握情况，有效解答学生学习中的疑问并及时调整教学进度。线上课程的在线教学视频和所有资源，将为未来的线下课程教学提供非常丰富的线上教学资源库。
未来返校后的线下课堂教学中，将会积极利用本次线上教学的经验和优点，结合线下教学面授课优势，不断推进课程教学的改革，以有效提高高校教学质量，并考虑借鉴国外在线教学网站教学资源[10]建设经验，将未来的教学改革重点放在研究与实践基于微助教平台和腾讯课堂构建面向统计建模课程与R 语言的在线教学资源建设、共享和推广应用中。
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