聯盟鏈技術在職業教育產教融合中的應用研究

袁帥 馮明卿 王曉燕 張國鋒 王涵

摘 要：為解決高等職業教育中優質教育資源不足，培養模式不靈活，校企合作不夠深入等問題，提出應用區塊鏈技術中心化、集體維護、高度透明、安全可信、可溯源等特征，構建高職教育產教深度融合信息平臺架構。本文利用區塊鏈中聯盟區塊鏈的部分集中化控制、運營成本低、數據存儲傳輸安全性高、可拓展性強、信息處理速度快等優點，更適合于高職教育產教融合信息平臺架構搭建。本項目預計解決了高等職業教育中校企深度融合，企業學校學分互證，學生實踐技能提升，教師職業技能提升，優質資源獲取，協同創新問題。

關鍵詞：區塊鏈;聯盟鏈;職業教育;產教融合

目前國家嚴重缺少技術性人才，再加上經濟發展迅速，急需技術人才，國家對于此狀況，開始大力推廣職業教育。2019年全國兩會，政府工作報告中提出：“全國高職院校擴招100萬人。”2020年全國兩會，政府工作報告中提出：“今明兩年職業技能培訓3500萬人次以上，高職院校擴招200萬人。”在技能人才的大規模需求，職業教育的高速發展的背景下，更需要開拓校企合作的人才培養機制，把產業與教學密切結合。國家出臺政策鼓勵深化產教融合：2017年，國務院《國務院辦公廳關于深化產教融合的若干意見》出臺，指出要深化職業教育改革;2019年10月，國家發改委等6部印發《國家產教融合建設試點實施方案》，明確建立產教融合型企業制度和組合式激勵政策體系[6]。

國家對高等職業教育的高度重視，但高等職業院校的大規模擴招和高等職業教育發展中也面臨著一系列問題：優質教育資源不足;培養模式不靈活;校企合作不夠深入;技能學分認證困難;科研轉化難，創新研究不足。本項目研究利用區塊鏈技術，解決高等職業教育中的以上問題。

1 區塊鏈技術

區塊鏈是一種基于非對稱加密算法的分布式基礎架構與計算范式，其去中心化、集體維護、高度透明、安全可信、可溯源等五大重要特征，使區塊鏈在金融，醫療，版權等行業或領域得到了不同程度的應用。我國對區塊鏈技術也極為重視，2016年底我國發布了《“十三五”國家信息化規劃》，將區塊鏈作為“戰略性前沿技術”;2017年8月國務院發文推動開展基于人工智能、大數據、區塊鏈等高新技術的試點應用。

2 區塊鏈技術在教育中的應用

國內外區塊鏈在教育領域有很多應用，例如：2018年3月英國建立第一所基于區塊鏈無實體校園的伍爾夫大學;2017年麻省理工學院項畢業生頒發區塊鏈數字證書;史強提出區塊鏈專業人才培養，區塊鏈與智慧校園融合的智“鏈”校園[1];崔金棟、王勝文提出了基于聯盟鏈的產學研聯盟應用在知識產權保護，建立信用體系，契約文件認證等[2];王夢豪、曹蕾等提出了將區塊鏈應用到職業教育體系中職業資源數據庫、證書認證/評價體系、“職業學習幣”的學習社區[3];李旭東、曾艷英提出將區塊鏈應用在終身事業教育體系，構建學信大數據庫，應用體系學習資料與服務交易平臺[4];郭冰提出應用區塊鏈解決職業教育國家“學分銀行”學分分發、積累和轉換、組織機構網絡連接、用戶管理等[5]。

高等職業教育中需要學校和企業的深度融合，應用區塊鏈技術的集體維護、高度透明、安全可信，可溯源等特性建立產教融合信息平臺，較好地解決了高等職業教育中校企深度融合，企業學校學分互證，學生實踐技能提升，教師職業技能提升，優質資源獲取，協同創新問題。

3 聯盟鏈技術在職業教育產教融合中的應用

3.1 聯盟鏈技術

區塊鏈技術按照準入機制可以分為3類：公有鏈（Public Blockchain）、聯盟鏈（Consortium Blockchain）和私有鏈（Private Blockchain）。公有鏈是指所有人都可以隨時進入系統中讀取數據，完全去中心化;聯盟鏈保留了部分中心化控制的功能，若干個機構共同參與管理的區塊鏈，通過授權后進行數據操作，可以自定義聯盟鏈節點的訪問權限;私有鏈是一種私人控制的網絡結構，完全去中心化、交易效率、隱私保障和監管控制要求較高[7]。聯盟鏈預先設定參與者安全性高、設置管理權限可擴展性強，非常適合于高職教育產教融合信息平臺的框架搭建。

3.2 聯盟鏈技術在職業教育產教融合中應用的架構設計

利用區塊鏈技術建立產教融合平臺架構，分為四層如下圖1：數據層主要用于處理比特幣交易中的各類數據;傳輸層和共識層用于構建比特幣底層的P2P網絡，支持多節點動態加入和離開，對網絡連接進行有效管理，為比特幣數據傳輸和共識達成提供基礎網絡支持服務。合約層是產教融合平臺的智能合約，平臺商業邏輯和算法在該層。

（1）數據層。產教融合基礎信息進行預處理包括學校企業合作方資質、學生學校學分和企業實踐學分信息、教師企業實踐等信息。數據層具有不可篡改，全備份，完全平等的特點，數據區塊（Data Block）是在區塊鏈里聚合了交易信息的容器數據結構，如圖2所示，包含區塊頭和區塊體，區塊頭由區塊哈希值、時間戳、Merkle樹根、難度目標等信息，區塊主體包括數據交易的產教融合基礎信息、信息種類、哈希函數、密鑰等信息。

（2）傳輸層。傳輸層為點對點范式網絡，網絡中的資源和服務都分散在各個節點上，信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行，而無需中間環節或中心化的第三方介入。節點不僅接收信息，也產生信息，節點之間通過維護一個共同的區塊鏈來同步信息，當一個節點創造出新的區塊后便以廣播的形式通知其他節點，其他節點收到信息后對該區塊進行驗證，并在該區塊的基礎上去創建新的區塊，從而達到全網共同維護一個區塊鏈的作用。

（3）共識層。區塊鏈技術的共識層封裝了產教融合信息平臺的共識算法。聯盟鏈更注重各節點信息的同意，直奔共識達成目標，共識層主要采用實用拜占庭容錯算法（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）。實現了在有限個節點的情況下的拜占庭問題，有3f+1的容錯性，并同時保證一定的性能。

（4）合約層。產教融合信息平臺的合約層封裝了區塊鏈技術的算法機制、腳本、代碼和智能合約。將代碼嵌入區塊鏈或是令牌中，通過數字代碼實現可以自定義的智能合約，并在整個區塊鏈預設的規則和條件下，無須經由第三方就能夠自動執行，是聯盟鏈去中心化、信任機器的基礎。

3.3 聯盟鏈技術在職業教育產教融合中應用場景

基于聯盟鏈的職業教育產教融合，包括學校聯盟和企業聯盟共同維護學生，教師，企業職工的各類信息，實現學生的“雙元”育人，“雙師型”教師的培養，學校企業的緊密合作協同創新和教科研成果的共同分配。

（1）利用聯盟鏈技術，創建高等職業教育產教融合信息平臺架構。

（2）利用聯盟鏈技術安全可信，完善學生學校信息，記錄高等職業教育學生的：職業技能證書，獲獎如職業技能大賽、創新創業大賽，等信息;為學生提供升學，高質量就業的信息保障。

（3）利用聯盟鏈技術集體維護，構建創新的校企深度融合的“雙元制”學生評價體系，企業和學校學分互證。

（4）利用聯盟鏈技術中心化，記錄學生在企業中技術實踐的能力，鼓勵提升學生的職業技術能力。

（5）利用聯盟鏈技術集體維護，安全可信，可溯源特性，企業記錄教師下企業中鍛煉、在企業中培訓、職業技能的提升信息，為教師的“雙師型”教師評選，職稱提升提供資料佐證。

（6）利用聯盟鏈技術高度透明，構建智能在線學習平臺和優質的教學資源生態，使大量的學生獲取優質的教學資源，解決大規模學生無法獲得優質教學資源缺問題。

（7）利用聯盟鏈共同維護，構建協同創新平臺，學校和企業共同進行科研創新，成果轉化，利潤分配，解決校企深度合作的問題。

4 結語

聯盟鏈技術的特征，應用于職業教育產教融合中，實現學生的“雙元”育人，“雙師型”教師的培養，學校企業協同創新和教科研成果的共同分配的緊密合作。本文將聯盟鏈技術應用到職業教育產教融合中，可借鑒的經驗較少并存諸多難題，希望此研究能為職業教育產教融合發展提供參考和借鑒。

參考文獻：

[1]史強.區塊鏈技術對未來我國高等教育的影響[J].高教探索，2018（10）：5-13.

[2]崔金棟，王勝文.區塊聯盟鏈視角下產學研信息平臺框架構建研究[J].現代情報，2019，39（08）：143-151.

[3]王夢豪，曹蕾，羅皓月.基于區塊鏈技術的職業教育體系應用研究[J].成人教育，2020，40（06）：28-34.

[4]李旭東，曾艷英.基于區塊鏈技術的終身職業教育體系構建[J].職業技術教育，2018，39（34）：19-24.

[5]郭冰.基于區塊鏈技術的職業教育國家“學分銀行”建設研究[J].實驗技術與管理，2020，37（05）：207-211.

[6]詹華山.新時期職業教育產教融合共同體的構建[J].教育與職業，2020（05）：5-12.

[7]袁勇，王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報，2016，42（04）：481-494.