基于区块链技术的高校教学变革

陈亮 黄清

摘   要：教育的形态通常伴随着新技术的兴起而发生变化。区块链作为一种新兴技术近年来发展迅猛，近期已经成为教育研究者关注的热点话题。该技术在我国目前已初步应用于高等教育领域。鉴于此，文章基于区块链技术的原理和特点，以及该技术应用于教育领域的意义和价值的阐述，试图从升级“数字校园”管理系统、建设“区块链”网络教学平台、更新高校课程设置、改进高校教学方式以及完善高校教学评估方式等五个方面专门讨论区块链技术给高等教育教学带来的有关变革。

关键词：区块链技术;意义和价值;高校;教学变革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2021）03-0040-04

技术的发展定然会影响教育领域的变革。区块链技术是近年来迅速发展的一种新兴技术，已经被英美等发达国家纳入国家战略。我国政府对区块链技术的发展也高度重视，2016年的《“十三五”国家信息化规划》中强调要“强化战略性前沿技术超前布局”，区块链的重点前沿技术地位得到了确定。[1]2019年在中央政治局第十八次集体学习时习近平提出要加快推进区块链技术的创新发展，强调区块链是核心技术自主创新的重要突破口，并提出要积极推动该技术在教育、就业等领域的应用，为人民提供更加智能化和便捷化的优质公共服务。[2]

毋庸置疑，在教育领域区块链技术有很大的应用潜力，但该技术在我国还处于初步探索阶段，目前仅在高等教育领域有所尝试。鉴于此，笔者在阐述区块链技术特点及其应用于教育领域的价值和意义基础上，尝试探讨该技术将给我国高校教学带来的变化。

一、区块链技术的原理及特点

1.区块链的诞生与发展

大众对区块链的认识多源于2008年中本聪学者发表的篇名为《比特币：点对点电子现金系统》的论文。目前这项技术已应用于社会的许多行业，学界对区块链的认识也逐渐趋同，即认为区块链是一种新型的、多中心化的基础架构与分布式计算范式，该技术将数据的存储与验证赋能于加密链式区块结构，将数据的更新和后续程序处理分别赋能于分布式共识算法和智能合约机制。[3]

区块链技术的快速发展和广泛应用引起国内外学者的高度关注，美国的梅兰妮·斯万（Melanie Swan）将该技术的发展历程总结为三个阶段，即区块链1.0、区块链2.0和区块链3.0。[4]区块链1.0是区块链技术的初始应用状态，主要指货币互联，即创建了一种新型的货币支付系统;区块链2.0是区块链技术的扩展应用阶段，主要指资产互联，利用智能合约技术改变传统的契约合同运行程序;区块链3.0是区块链技术未来的发展大趋势，指的是万物互联，即把社会的各个领域都链接到一个全球性网络中。区块链3.0目前还处于萌发期，但不可置否的是它的出现必将对未来社会产生巨大的影响。

2.区块链的核心技术及特点

区块链的核心技术主要包括，基于时间戳的点对点分布式账本、重建信任机制的非对称加密算法以及去中心化的智能合约。

第一，点对点的分布式账本技术，指的是存放在区块中的信息与资源主要通过各个网络节点相连通，各个节点信息之间的交易均会标记上相应时间，从而构成一个具有可追溯性和不可篡改性的数据分布式的账本记录样式。因而数据的时序性和不可篡改性是其第一大特点。

第二，非对称加密算法技术，指“对信息进行加密和解码时会用两个非对称的密码（‘公钥和‘私钥）。这种密码有两大特点，其一是一个密钥加密信息只有相对应的密钥才能解开;其二是私钥是保密的，公钥可向相关人员公开，但不能利用该公钥推算出相对应的私钥”。[5]这种基于非对称加密技术的新型信任关系也是该技术的特点之一。

第三，智能合约技术是按照智能程序自动执行之前定义好的规则和协议而进行的数据交换。值得注意的是，智能合约执行时，是通过一种共识机制原理系统自动执行，因各个节点信息的流通交换不需要第三方平台审验，单个节点的异常不影响流通平台的正常运行。因此，这种共识机制、高度自治以及去中心化也是该技术的显著特点。

二、区块链技术应用在教育领域的意义和价值

1.优化教育业务流程，提高行政工作效率

当前教育领域的工作流程复杂烦琐，教育行政工作人员的工作量和工作压力有增无减，多数工作人员长期处于被迫加班的疲惫状态，工作时间虽有所延长，但工作效率却很不理想。

区块链技术的引入，可以有效解决这一难题。将区块链技术应用于教育领域，特别是应用于高校，可以发挥其核心技术优势，即利用其去中心化的特征，使记录在区块链上的学生学历信息和成绩信息等数据信息不需要通过某个中心管理机构来审核，这既简化了教育业务流程，又减轻了工作人员的负担。

2.促進教育资源共享，便利各界交流沟通

在资源爆炸式增长的环境中，如何快速挑选出高质量和高匹配度的教育资源，以及促进资源的合理利用和低成本共享是大家普遍关注的热点话题。

区块链凭借其分布式账本技术和智能合约技术，在促进教育资源共享平台的建设上面可以发挥其独特优势。利用其智能合约技术根据之前设置的条件智能筛选有效信息，保证教育资源的高质量和可追溯性，这提升了资源共享效率也降低了资源共享成本。同时还可以借助分布式账本技术建立一个校企合作新模式，向招聘单位提供学生学业成绩和技能认证，促进学生与招聘单位的高效沟通。[6]

3.重建教育信任体系，解决信息安全问题

在网络信息大数据时代，学习者与教育者的信息都被存储在网络系统中，但因网络系统本身的弊端，导致教育主体双方的信息都面临着多样的安全威胁。更重要的是，这些信息是关于学习者和教育者个人的私密信息，这些重要信息一旦泄露，被不法分子利用，将会给学习者和教育者以及他们的家人带来严重的伤害，也会增加相关工作者的工作负担。

所以，如何重建教育信任体系、解决学生和教育者的信息安全问题，是非常迫切的问题。区块链技术的应用将有可能解决教育的数据信息安全问题，利用其非对称加密算法技术对关乎个人的隐私信息加密，既给用户本人使用信息的自主权，也保障其信息的安全性。

4.加快更新课程设置，培养市场所需人才

当前市场对区块链人才的需求呈爆发式增长。但现阶段区块链技术人才培养主要是由社会培训机构以及部分社会工作人员自学构成，总体而言规模小且无法保证质量。

面对区块链技术教育滞后及市场中区块链人才短缺的现状，高校作为高科技人才培养重要阵地，理应跟随时代步伐和市场的需求，适时更新教学培养目标，加快更新课程设置，开设区块链课程，培养社会和市场所需的区块链技术人才。

5.完善教学评估模式，推动教育公平建设

教学评估的科学性与否直接影响着教师教学的积极性。学者和专家一直在寻找更公正更合理的评估模式，但是无论评估模式怎么改，教学评估仍旧存在着可信度低下以及难以发挥第三方评估作用等诸多问题。区块链技术因其难以篡改、可追溯性强和去中心化等特有的核心技术优势，在构建新型的教学评估模式上面可以起到有效作用，从而能够帮助解决教学评估模式的现存问题。

三、区块链技术对我国高校教学变革的影响

1.升级“数字校园”管理体系

（1）由“数字校园”到“智链校园”的转变

到目前为止，我国的大多数高校已经完成了数字校园的基础建设，数字校园的应用简化了教学管理程序，也提高了教学管理效率。但数字校园仍然存在着诸多问题，最典型的是数据可信性问题和安全性问题。区块链的核心技术能弥补其不足，未来的数字校园建设将有望引入区块链技术，升级为“智链校园”。

将区块链技术应用于数字校园建设，利用其不可篡改的独特优势，在需要保证数据安全性和可信性的系统关键环节融入区块链技术，从而为数据的安全性和可信性增加了安心锁。我国有学者已率先提出了智“链”校园的框架模型，主要由学历学位证书认证平台、在线学习学分银行平台等四个平台构成。[7]该框架模型的提出为数字校园建设走上“智链校园”的升级改造之路起到了很好的示范和启发作用。

（2）构建“区块链”学历认证及成绩共享平台

区块链技术的应用能让学习者使用其学业成绩和学历的部分自主权，让学习者、教师和相关教育机构能在需要时把这些数据信息安全地共享给招聘单位，这将为学习者求学和就业以及为公司招聘提供便捷。

目前，基于区块链技术建设的网络信息认证平台中，最为人所熟知的就是日本的铃木五十铃所创建的“索尼全球教育平台”，这是致力于实现全球学习认证的网络教学平台，将有助于学习者利用区块链技术安全高效地实现跨国、跨企业以及不同教育机构之间的学习认证。[8]该平台通过提供可认证的教育经历和学习证书，给受教育者及招聘企业带来崭新体验。但我国目前还停留在学信网的学历教育认证平台使用上，对于国际教育互通还不是特别便利，对于学习成绩共享的机制也较少，未来有望引入区块链技术升级学信网系统，在保证信息安全性和可信性的前提下，让学历教育认证更为便利。

2.构建“区块链”网络教学平台

（1）教学信息资源共享平台

借助区块链的分布式账本技术和智能合约技术建立的教学资源共享平台将为教师搜索教学资源、交流教学经验提供便利。该教学资源共享平台主要借助各校的官网平台来建设，各个高校的教师可以在本校官网平台的“教学资源共享中心”注册账号，然后教师可根据自己的授课情况在该平台搜索和发布相关的教学资源，比如PPT课件、微课视频等，但是各个高校的“教学资源共享中心”并不是孤立的，而是相联相通的，所有建立该平台的高校，只要教师注册账号，在该平台发布资源，所有其他高校的教师都能看到。这样就形成了高等学校内部间的教學资源共享平台。

值得注意的是，所有教师发布的教学资源都会经过区块链的智能合约机制进行审核，从而确保教学资源的质量，教师之间可相互借鉴交流。同时基于区块链的分布式账本记录技术，教师上传的教学资料以及个人观点都会按时间顺序记录在区块链上，从而确保教师的个人知识产权是可追踪可查询的。该平台的建设一定程度上扩大了资源共享范围，使不同学校不同专业的教师之间交流更加便利，既保证了教学资源的质量，也提升了其利用效率。

（2）学习信息记录与存储平台

区块链最核心的技术之一是可提供不可更改的分布式数据记录，应用在教学领域，即可利用区块链技术创建一个学习信息记录和查询平台，该平台可以记录学习者在软件系统中的学习情况和考试成绩，还能提供成绩查询等服务。这些记录一方面有助于教师和研究人员分析学生的学习需求和情况，设计相应的教学模式，从而实现个性化教学;另一方面，也方便学生自我监控学习情况，调整好状态进入下一阶段的自主学习。这个记录了学生学习信息数据的平台能在学习者、教育机构和招聘单位查询所需信息时提供便利。

杨现民等学者提出利用区块链技术设置开放教育资源管理平台，该平台的“用户管理中心”就是典型的学习信息记录和查询平台，它主要包括学习记录、信息查询和权限管理三大核心功能。[6]由此可见，利用区块链进行学习信息记录和查询是切实可行的，并且未来还有很大的发展空间。

3.开设“区块链”课程，更新课程体系

面对目前市场中区块链的人才缺口，我国各大高校应向已经开设区块链技术的国外大学学习和借鉴，结合本校实际和市场需求，设计好区块链的人才培养计划，适时开设区块链课程，为社会和市场培养所需的区块链人才。目前国内已有清华大学、同济大学及浙江大学等六所双一流高校开设了区块链相关课程。[7]关于由高校牵头的区块链技术人才的培养，有学者提出了三条参考路径：一是依托 “新工科”项目，二是抓住“卓越工程师2.0”计划，三是利用校企合作推动区块链技术人才培养。[7]由此可见，开设“区块链”课程培养专业技术人才是符合市场需求和学校需要的。

4.改进教学方式，深化教学效果

（1）以“学习账本”技术提高学生积极性

“学习账本”是由美国著名的智库机构基于区块链技术“点对点的分布式账本”的特点而联合提出的概念。“学习账本”能利用区块链的分布式账本技术，全面记录注册使用者的学习过程，根据使用者的学习行为记录智能化生成个体的学习路径，从而为其推送个性化学习资源。由此，“学习账本”一方面可以利用其区块链式记账对学生所学的课程和知识单元进行详细记录，这为后期教学评价和改进提供了不可更改的原始数据资源;另一方面能基于智能化分析为学生形成不同知识的效用分布，依据其年龄高低、心理特点、认知程度等制定对应的教育方案，引导学生根据学习需求，制定适切的学习规划，增强自主管理的主动性。[9]

（2）以“点链式去中心化”形式增强师生参与度

在当前多样的经济形态层出不穷的社会环境下，对学习者个人资源的去中心化管理，即学校不能独占学习者的个人资源并决定资源的内容，已成为人们的共识。[8]区块链技术的去中心化特点，可以去除传统的权威和中心，实现技术保障下的教育资源平等使用。这打破了传统固化的教育模式，使教育活动变得分散化，这将使不同学校和地区之间的教育资源有更好的交流和置换。

需要注意的是，去中心和权威并不意味着不再需要教师角色以及教育资源的完全免费共享，反之，教师将会成为学生学习的引导者，帮助学生在选取教育资源时提出建议，使学生能自主选取最适合自身发展的教育资源和环境，由此，教育资源将以更合理的方式存在，教育者以及受教育者都将以更积极的心态参与到学习和教学中去。

（3）以“分布式教学”机制促进教学效果转化

区块链技术为我们提供了一种新的教学思路，即通过分布式教学，将收集到的教学资源和教学任务进行有序的分散化安排，并使区块链去中心化的共识机制原理以及智能合约技术贯穿于整个教育过程中，从而引导和帮助教育主体双方形成共识。

这种共识是建立在对学生深入了解基础之上的师生间的默契合作。根据分布式教学的任务安排，师生共同挖掘教材的深层内涵，共同思考如何重构教学内容，在此过程中，学生积极参与教学，成为了教育过程中的关键要素，最终促成了教育主体双方的共识性发展情势，这直接实现了分布式教学的激励作用，也间接促进了教学效果的进一步转化。

5.完善教学评估模式，促进教学评估公平

当前，教学评估仍旧存在着流程复杂、可信度低下、难以发挥第三方评估作用和难以保证评估质量的问题。教学评估中引入区块链技术能有效解决此类问题。将区块链技术引入教学评估模式的建构，可以利用其难以篡改、可追溯和去中心化等特色，构建相应的数据块，第三方单位参与监测被评单位，但是具体的评测是由各个网络节点共同生成评估指标，达成智能合约共识，系统根据智能合约审核进行数据选择、分析，最终呈现和反馈评估结果。教育部门和社会大众能在指定官网查询区块链评估过程和结果，整个评估的过程是可追溯可查询的。这既保证了第三方评估参与的公正性和合理性，也提升了评估过程的透明性和可信性，同時也保证了评估的质量，减少了人为参与的负面影响。

参考文献：

[1]国发[2016]73号.国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知[Z].

[2]习近平.把区块链作为核心技术自主创新重要突破口  加快推动区块链技术和产业创新发展[N/OL].http：//paper.people.com.cn/rmrb/html/2019-10/26/nw.D110000renmrb_20191026_2-01.htm.

[3]李伟主编.中国区块链发展报告（2017）[M].北京：社会科学文献出版社，2017：2-3.

[4]李青，张鑫.区块链：以技术推动教育的开放和公信[J].远程教育杂志，2017，35（1）：36-44.

[5]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016，42（4）：481-494.

[6]杨现民，李新，吴焕庆，赵可云.区块链技术在教育领域的应用模式与现实挑战[J].现代远程教育研究，2017（2）：34-45.

[7]史强.区块链技术对未来我国高等教育的影响[J].高教探索，2018（10）：5-13.

[8]许涛.“区块链+”教育的发展现状及其应用价值研究[J].远程教育杂志，2017，35（2）：19-28.

[9]高维峰.实效性、参与度与信任关系重建：基于区块链原理的信息时代思想政治教育思维创新[J].当代教育论坛，2019（4）：108-114.

（编辑：王天鹏）