基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育 學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)制研究

摘要：本文解釋了區(qū)塊鏈技術(shù)要點(diǎn)，詳細(xì)梳理了區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的理論和實(shí)踐研究現(xiàn)狀，深入剖析了職業(yè)教育學(xué)分銀行的種種認(rèn)證機(jī)制問(wèn)題，以區(qū)塊鏈的分布式賬本技術(shù)和共識(shí)算法為切入點(diǎn)，架構(gòu)了基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)制，以期為職業(yè)教育學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)制的應(yīng)用實(shí)踐提供解決方案。

關(guān)鍵詞：學(xué)分銀行;區(qū)塊鏈;職業(yè)教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2022）12-0100-03

● 引言

2020年4月，教育部發(fā)布《關(guān)于做好職業(yè)教育國(guó)家學(xué)分銀行建設(shè)相關(guān)工作的通知》，要求加速推進(jìn)職業(yè)教育國(guó)家學(xué)分銀行的部署，通過(guò)與“1+X”證書(shū)制度試點(diǎn)工作相結(jié)合，推進(jìn)職業(yè)教育國(guó)家學(xué)分銀行建設(shè)。[1]學(xué)分銀行已然成為當(dāng)下職業(yè)教育發(fā)展改革的要點(diǎn)，但在職業(yè)教育學(xué)分銀行的建設(shè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)安全性無(wú)法保障、認(rèn)證成果缺乏可信度、學(xué)習(xí)痕跡不能留痕追溯等問(wèn)題阻礙了學(xué)分銀行的健康發(fā)展。工信部頒布的《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》認(rèn)為，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的透明化、數(shù)據(jù)不可篡改等特征，完全適用于學(xué)生征信管理、升學(xué)就業(yè)、學(xué)術(shù)、資質(zhì)證明、產(chǎn)學(xué)合作等方面，對(duì)教育就業(yè)的健康發(fā)展具有重要的價(jià)值。因此筆者認(rèn)為，借助區(qū)塊鏈技術(shù)，能夠有效解決目前職業(yè)教育學(xué)分銀行建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題。

● 區(qū)塊鏈技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的研究探索

區(qū)塊鏈技術(shù)是利用分布式賬本技術(shù)和共識(shí)算法重新構(gòu)造一種去中心化的分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有不易篡改、全程留痕、可以追溯、公開(kāi)透明、集體維護(hù)等特征，它是分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共識(shí)機(jī)制、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈作為一種存儲(chǔ)系統(tǒng)其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊體構(gòu)成，區(qū)塊頭中包含區(qū)塊鏈版本號(hào)、默克爾根、時(shí)間戳等基本信息，區(qū)塊體則包含若干信息記錄及其 Hash值所構(gòu)成的默克爾樹(shù)。區(qū)塊與區(qū)塊之間依靠Hash值連接。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都有數(shù)據(jù)備份，如果產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，則需要在全網(wǎng)進(jìn)行廣播，經(jīng)過(guò)各節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)無(wú)誤并實(shí)現(xiàn)共識(shí)后方可存入?yún)^(qū)塊，全網(wǎng)廣播后各節(jié)點(diǎn)將信息存入各自區(qū)塊。

區(qū)塊鏈作為一種較新興的技術(shù)，在教育領(lǐng)域的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用越來(lái)越受到專(zhuān)家學(xué)者的青睞。沙普爾斯等學(xué)者認(rèn)為，區(qū)塊鏈技術(shù)可以在教育領(lǐng)域中用來(lái)證明腦力活動(dòng)，學(xué)習(xí)獲得的知識(shí)分?jǐn)?shù)可以證明學(xué)習(xí)成果。[2]微安尼迪斯等學(xué)者發(fā)現(xiàn)在線上教學(xué)過(guò)程中，基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能對(duì)學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)的各方面產(chǎn)生有利于個(gè)人發(fā)展的正面效果。[3]國(guó)內(nèi)學(xué)者孫浩等人指出區(qū)塊鏈技術(shù)能將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程完整記錄，其中包括學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)成績(jī)、考試成績(jī)等信息，這些信息能夠隨時(shí)調(diào)取隨時(shí)查看且永久保存，這能為未來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)全網(wǎng)絡(luò)化提供支持，用人單位可以快速了解學(xué)生信息。[4]國(guó)內(nèi)學(xué)者李青認(rèn)為，區(qū)塊鏈構(gòu)建的分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足高校、政府、機(jī)構(gòu)共享并公共管理學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)真實(shí)、安全，百萬(wàn)千萬(wàn)的真實(shí)數(shù)據(jù)可以用于各類(lèi)教學(xué)研究。[5]

● 職業(yè)教育學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)制問(wèn)題

1.職業(yè)教育學(xué)分銀行學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

職業(yè)教育學(xué)分銀行的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，是學(xué)分銀行得以正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、公平權(quán)威。目前高等職業(yè)院校的學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，是各學(xué)校在教育部推行的學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)框架下，參考國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自身具體教學(xué)需求和辦學(xué)標(biāo)準(zhǔn)等因素，自行制訂的，這導(dǎo)致學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)千差萬(wàn)別且適用性較低。學(xué)分銀行想要制訂統(tǒng)一的學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)非常困難：一是由哪方來(lái)組織建立學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（是由幾所優(yōu)質(zhì)高職院校牽頭建立還是由教育行政部門(mén)牽頭建立，抑或委托社會(huì)機(jī)構(gòu)建立），目前沒(méi)有定論;二是我國(guó)東部和西部學(xué)校、同一省份不同學(xué)校在學(xué)分互認(rèn)方面的合作本身就不多，僅限于少數(shù)專(zhuān)業(yè)少數(shù)課程，因而大面積建立統(tǒng)一的學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)薄弱。

2.學(xué)習(xí)成果認(rèn)證以及學(xué)分兌換難

獲得學(xué)分最終的目的是獲得結(jié)果認(rèn)定，認(rèn)定結(jié)果可以是結(jié)業(yè)證書(shū)、學(xué)歷證書(shū)或?qū)W位證書(shū)等。但目前結(jié)果認(rèn)定需要多少學(xué)分、結(jié)果認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)如何，均沒(méi)有明確。各高等職業(yè)院校專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)、課程內(nèi)容、培養(yǎng)計(jì)劃、教材以及教學(xué)內(nèi)容不統(tǒng)一，使得不同學(xué)校的學(xué)分認(rèn)證以及兌換存在不公平的現(xiàn)象，這些都嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)成果的認(rèn)定。

3.職業(yè)教育學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)構(gòu)責(zé)任主體不明

學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備公認(rèn)性和權(quán)威性，如果靠行政命令指定高等職業(yè)院校作為認(rèn)證機(jī)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致學(xué)分銀行的公信度降低。而且高等職業(yè)院校需要承擔(dān)為學(xué)生建立學(xué)習(xí)檔案、管理學(xué)生數(shù)據(jù)、記錄學(xué)習(xí)過(guò)程等任務(wù)，每位學(xué)生選擇的課程不同使得培養(yǎng)計(jì)劃以及教學(xué)內(nèi)容都會(huì)千差萬(wàn)別，高等職業(yè)院校在管理學(xué)生數(shù)據(jù)上的工作量會(huì)非常大，再由學(xué)校承擔(dān)認(rèn)證機(jī)構(gòu)的責(zé)任并不合適。

● 基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)制構(gòu)建

1.職業(yè)教育學(xué)分銀行系統(tǒng)架構(gòu)模型

職業(yè)教育學(xué)分銀行系統(tǒng)的架構(gòu)從底層到頂層可以分為三個(gè)層級(jí)：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層、智能合約層、學(xué)分應(yīng)用層。基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層包含區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層的區(qū)塊數(shù)據(jù)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、哈希函數(shù)以及非對(duì)稱(chēng)加密算法，網(wǎng)絡(luò)層的P2P網(wǎng)絡(luò)機(jī)制等，為多節(jié)點(diǎn)分布式網(wǎng)絡(luò)提供分布式組網(wǎng)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制支持。智能合約層包含區(qū)塊鏈合約層的智能合約以及數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)主要為用戶(hù)和學(xué)分，該數(shù)據(jù)庫(kù)以學(xué)分信息數(shù)據(jù)為核心完成架構(gòu)，通過(guò)智能合約進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證以及各類(lèi)數(shù)據(jù)操作的自動(dòng)實(shí)施。學(xué)分應(yīng)用層主要包含區(qū)塊鏈應(yīng)用層的可編程教育，通過(guò)與智能合約層以及基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)用戶(hù)、學(xué)分等信息在區(qū)塊鏈上管理維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)分?jǐn)?shù)據(jù)和用戶(hù)數(shù)據(jù)的可追溯、全透明、防偽造。

2.職業(yè)教育學(xué)分銀行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

職業(yè)教育學(xué)分銀行系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式以區(qū)塊鏈去中心化的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，由各高等職業(yè)院校、教育行政管理部門(mén)、權(quán)威職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等單位構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上鏈時(shí)會(huì)完成安全驗(yàn)證和身份識(shí)別，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈中平等存在，均可以在區(qū)塊鏈上對(duì)學(xué)分信息和學(xué)生用戶(hù)信息進(jìn)行管理和共同驗(yàn)證，驗(yàn)證過(guò)程均被記錄并保存，信息可以進(jìn)行自我驗(yàn)證和管理。

3.職業(yè)教育學(xué)分銀行學(xué)分認(rèn)證流程架構(gòu)

職業(yè)教育學(xué)分銀行學(xué)分認(rèn)證主要以學(xué)分互認(rèn)這個(gè)關(guān)鍵功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行架構(gòu)，具體功能實(shí)現(xiàn)流程如下頁(yè)圖所示。

具體步驟為：（1）用戶(hù)在學(xué)分應(yīng)用層輸入用戶(hù)名稱(chēng)和公鑰等信息，此處用戶(hù)包含學(xué)生用戶(hù)和單位用戶(hù)，單位用戶(hù)為各高等職業(yè)院校、政府教育管理部門(mén)、權(quán)威培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等。（2）基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層對(duì)用戶(hù)身份信息進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證失敗則中止流程，驗(yàn)證成功則可進(jìn)行下一步流程。（3）用戶(hù)在學(xué)分應(yīng)用層發(fā)起“學(xué)分互認(rèn)”合約調(diào)用請(qǐng)求。（4）智能合約層獲取“學(xué)分互認(rèn)”合約調(diào)用請(qǐng)求。（5）基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層對(duì)“學(xué)分互認(rèn)”合約請(qǐng)求進(jìn)行簽名驗(yàn)證，驗(yàn)證失敗則中止流程，驗(yàn)證成功則可進(jìn)行下一步流程。（6）智能合約層驗(yàn)證簽名成功后，進(jìn)行學(xué)分互認(rèn)操作。（7）智能合約層計(jì)算學(xué)分互認(rèn)信息的哈希值。（8）基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層獲取學(xué)分互認(rèn)信息的哈希值并上鏈。（9）基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層對(duì)哈希值進(jìn)行共識(shí)存儲(chǔ)，并將結(jié)果傳輸?shù)街悄芎霞s層。（10）智能合約層驗(yàn)證共識(shí)存儲(chǔ)結(jié)果，驗(yàn)證失敗則中止流程，驗(yàn)證成功則更新用戶(hù)公鑰。（11）基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層獲取合約操作結(jié)果。（12）學(xué)分應(yīng)用層獲取上鏈操作結(jié)果。

● 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)家和社會(huì)對(duì)職業(yè)教育越來(lái)越重視，并積極探索職業(yè)本科教育發(fā)展之路，作為解決職業(yè)教育眾多問(wèn)題的學(xué)分銀行也必將發(fā)揮更大的作用。相信隨著信息技術(shù)的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)將會(huì)更加完善，為解決職業(yè)教育學(xué)分銀行中的問(wèn)題壁壘助力。

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作者簡(jiǎn)介：李宣（1988—），男，浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，碩士，主要研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)應(yīng)用、多媒體技術(shù)應(yīng)用。

基金項(xiàng)目：2020年浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院青年重點(diǎn)課題“基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育學(xué)分銀行認(rèn)證機(jī)制研究”（JKY2020017），主持人：李宣。