探索區塊鏈在數字教育平臺中的應用

周杰 楊琪琦 馮超玲 梁欽 方韶珍

摘要：區塊鏈是分布式對等網絡、非對稱加密、智能合約等多種技術集成的新型數據庫軟件。區塊鏈技術賦能全球產業鏈快速發展，已涉足金融服務、物流運輸、供應鏈、醫療保健等多個領域，釋放新的價值。為此，探索區塊鏈技術在數字教育平臺中的應用，討論區塊鏈在數字教育平臺中的教育記錄存儲、教育資源版權、教育契約存證、學情跟蹤監控、教育成果認證等方面的應用場景，從而推動線上教育的開放和公信力，降低教育成本，提高線上教學效果。

關鍵詞：區塊鏈;數字教育平臺;教學資源;公信力

中圖分類號：TP311.13? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）04-0073-02

1 引言

2021年5月27日，工業和信息化部、中央網絡安全和信息化委員會辦公室聯合發布《關于加快推動區塊鏈技術應用和產業發展的指導意見》。《指導意見》提出，到2025年，區塊鏈產業綜合實力達到世界先進水平，產業初具規模;區塊鏈應用滲透到經濟社會多個領域，在產品溯源、數據流通、供應鏈管理等領域培育一批知名產品，形成場景化示范應用[1]。新型冠狀病毒肺炎疫情期間，在線教育迎來蓬勃發展。如何利用數字技術更新傳統教育理念、變革傳統教育模式是最新的研究熱點。專家和業內人士認為，隨著在線教育的廣泛開展，線上自主學習、線下實操結合的混合教學模式將成為常態化的教育形式。加強校企合作、深化產教融合，形成教育主管部門、信息化電教系統、校企工坊等多方參與的教育數字化管理平臺，技術與教育深度融合，逐步形成了以MOOC、SPOC、微課等線上教學模式[2]。而在其中凸顯出的問題同樣不少：數字教育平臺中的教學資源庫在線課程良莠不齊，沒有版權保護，高質量的教學活動開展得不到保障;線上教學師生互動不充分、難以監控學生的學習進度、學情反饋不及時;學生的學習記錄沒有形成一條鏈式的學習路線，學生參與線上教育的相關憑證沒有得到很好的保存，維權難度大;線上教學的評價認證體系不夠完善，企業無法直接參與到教學活動中，無法知曉學生掌握的程度，沒有形成多方的監督評價，線上教育的成果得不到公信力的認證[3]。如何激發在線教學生對于學習者進行探究性學習，提高學生的創新能力同樣值得探究。因此籌措建立一套基于區塊鏈技術具備完整鏈條和閉環的數字教育平臺，所有教學環節都是公開、可信、可追溯、去中心化的線上教育體系是迫切且必要的。

2 區塊鏈原理與核心特征

2.1 區塊鏈的原理

區塊鏈是哈希算法加密后串聯文字記錄，其本質是一種分布式共享型數據庫。每一區塊基本由上一區塊的散列值、時間戳、交易記錄構成。在區塊鏈網絡中每個節點的地位平等、相互通信、共同維持。區塊鏈是以網絡互信為目標，綜合運用P2P網絡、非對稱加密算法、共識機制等技術手段，通過建立去中心化、按時序編列、不可篡改、分布式存儲、可溯源的公開透明的數據庫，構建形成開放環境中的信息對稱、協作互信的網絡服務[4]。

2.2 區塊鏈核心特征

1）去中心化

區塊鏈技術是一種不需依賴于第三方管理機構的去中心信任網絡，各個節點完全依托去中心化網絡實現信息傳遞，節點間可直接實現價值交換，不依托第三方公信機構，去中心化是區塊鏈最本質的特征。

2）共識機制

共識機制是區塊鏈網絡中的重要組件，網絡中的重大決策不由單一個體主導，而是所有網絡節點都參與的集體決策，避免了單一個體的壟斷行為。各節點自發遵守系統區塊鏈網絡的預設規則，目前區塊鏈使用的共識機制分為：工作量證明機制、權益證明機制、股份授權證明機制和狀態副本復制。

3）不可篡改

區塊鏈采用的是密碼學中的非對稱加密算法保證區塊信息不可篡改性，該算法可以將任意長度的信息轉換成一段長度固定的哈希散列值。任何輸入信息的變化都會引起哈希散列值的變化，且生成一組私鑰和公鑰，無法進行逆向解密和篡改輸入信息，保證了區塊信息的安全性。

4）分布式存儲

區塊鏈將區塊信息數據分散存儲在網絡節點服務器中，數據永不丟失，數據不容易被泄露或攻擊，網絡節點共同維護區塊鏈記錄完整性，真正實現數據安全存儲。

2.3 區塊鏈的應用

區塊鏈是通過分布式共享數據庫來存儲備份塊鏈式結構數據、利用P2P分布式網絡共識算法來驗證和更新數據、利用非對稱加密算法保證數據傳輸和訪問的安全、利用智能合約自動執行操作數據的一種全新的去中心化可信網絡[5-6]。因此，區塊鏈適用于大多數基于信任的商業與社會活動應用，隨著信用社會的逐步完善，優化構建現有商業模式的信任機制，利用區塊鏈技術特點及其核心原理，區塊鏈可在資產管理、價值積累、共識交易、互助生態、自治社區等多方面發揮重大作用。

3 區塊鏈技術在線上教育中的應用

3.1 基于區塊鏈的教育資源版權管理

線上教育為廣大學習者提供了跨學科、系統化、開放的教學資源，并逐步發展成在線直播類視頻課程，從共建共享走向共創共享，大量教師創造加工各類優質資源，充分利用大數據技術、制定個性化的教學內容。但與此同時，也暴露出教育資源版權保護弱、資源共享難、內容質量低等現實問題。基于區塊鏈技術的教育資源版權管理可有效地提升教育資源的可信度和可操作性[7]。來自企業、社會、高校等廣大資源建設者多方參與，可以利用區塊鏈技術的不可篡改性特征，將教育資源的著作版權信息附在內容區塊上，嚴把質量關，任何資源的元數據可追本溯源。鑒于區塊鏈的開放性和透明性，任何人進行轉載或二次創作時，系統將自動把原作者的版權信息自動嵌入內容區塊上，實現對數字資源的版權保護。區塊鏈為跟蹤教育資源創作者的版權保護提供有力的技術保障。相對于傳統的版權保護機制，有效解決資源盜版問題[8]。

3.2 基于區塊鏈的教育存證管理

區塊鏈技術為學習者提供了教育存證保護，系統自動為學習者學習過程中產生的圖片、音頻、視頻、文件、網頁等信息加密存儲，實時固化教育數據的內容、權屬信息及存證時間，生成唯一的教育密鑰。學習者可以通過區塊鏈技術永久性地存儲教育憑證，抵御外部網絡攻擊，防止信息泄露，也同樣可以為法律維權提供有力證據[9]。智能合約自動執行腳本達成學生與教育者的契約關系，特別是為一些收費資源項目上的權益保護提供法律支持。

3.3 基于區塊鏈的學情跟蹤監控管理

基于區塊鏈的學情跟蹤監控，全面記錄學生的學習過程，包括視頻學習、作業提交、文檔下載以及學習時長等信息，自動生成學生的成長畫像，構建智能化教學管理體系[9]。利用區塊鏈的分布式存儲技術將學生學習過程中產生的結果分散存儲到網絡節點中，并通過對學生成長路徑進行智能化分析，從而為學生提供個性化的教育資源。

3.4 基于區塊鏈的教育成果認證管理

區塊鏈的智能合約技術嚴格審查各項指標，自動頒發權威機構制定的資格等級證書，通過預先設定的認證標準和制度，無須人工干預，系統全天候值守，在企業、學校、社會等多方監督下完成證書的頒發[10]。基于區塊鏈的電子證書作為證書真偽性鑒定的唯一憑證，通過對電子證書附帶的區塊信息進行溯源操作，任何教育機構和招聘單位即可追蹤查詢學生線上教育學習情況以及證書真偽性，以此保證電子證書的可信度和有效度，解決證書造假問題。

4 結束語

綜上所述，探索了區塊鏈技術在數字教育平臺中的可行性和應用場景，區塊鏈作為一門新興技術，在推動教育資源版權管理、教育存證管理、學情跟蹤監控管理、教育成果認證管理等多方面表現出獨特的優勢，為推動線上教學資源開發應用起到了積極作用。為健全高質量教育資源體系，應充分利用區塊鏈技術，加強對線上教育的管控，服務學生自主學習，深化產教融合，提升教育教學質量。

在后續的研究中，將切實挖掘區塊鏈技術在教育管理應用案例，并從哲學角度分析其在教育領域的立足點，為區塊鏈教育技術管理提供更有力、更清晰的解讀。

參考文獻：

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[9] 楊艷杰，劉燁昭，王昊.區塊鏈技術促進在線教育模式發展路徑現代化研究[J].科技經濟導刊，2021，29（9）：25-26.

[10] 楊洪濤.基于區塊鏈技術解決“雙高”院校云教育平臺建設重點問題研究[J].商丘職業技術學院學報，2020，19（4）：52-55.

收稿日期：2021-08-25

基金項目：國家自然科學基金項目（項目編號：61866006）;廣西教育廳自然科學基金項目（項目編號：2019ITA01002）;廣西職業技術學院教學改革課題（項目編號：桂職院（2019）176號193210）

作者簡介：周杰（1992—），男，博士，研究方向為教育數字技術管理、大數據技術;楊琪琦（1997—），女，碩士，研究方向為刑法學、知識產權法;馮超玲（1970—），女，副教授，研究方向為計算機數學;梁欽（1991—），男，實驗員，研究方向為軟件工程;方韶珍（1981—），女，學士，研究方向為思想政治教育。