基于區塊鏈技術的高職院校德技“學分銀行”評價體系研究與實踐

肖玉朝

一、問題的提出

2010年教育部發布的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010－2020年)》（簡稱《規劃綱要》）明確指出：搭建終身學習“立交橋”，建立繼續教育學分積累與轉換制度，實現不同類型學習成果的互認和銜接。自此，我國學分銀行建設進入了研究探索階段。2019年1月，國務院印發的《國家職業教育改革實施方案》（簡稱“職教20條”）中提出：加快推進職業教育國家“學分銀行”建設。從此，我國的學分銀行建設由研究探索階段轉化到快速發展階段，圍繞學分銀行的研究也成為我國終身教育立交橋建設與制度創新的重要研究領域。

一段時間以來，國家層面的頂層設計、學分銀行的管理機制與制度建設、機構間的學分互認機制與制訂認證標準等都沒有取得顯著成效。在此背景下，本文認為多元評價標準問題和信任問題是新時代職業教育背景下建設學分銀行體系面臨的兩大關鍵問題：如果不解決信任問題，就很難實現學分銀行評價結果的實質價值；如果不解決多元評價標準問題，就很難從根本上對學生進行客觀科學地綜合評價。本文采用“區塊鏈+德技學分銀行”的視角，從技術層面來解決學分銀行面臨的信任問題和單一評價標準問題，進而推進學分銀行建設。

二、學分銀行評價體系存在的主要問題

高職院校學生綜合評價是考量一個學生成長成才與全面發展的重要指標，體現一個學校“為黨育人、為國育才”的治理能力，如果評價指標不合理、評價方法不恰當，將會影響人才培養質量。目前絕大部分高職院校學生綜合評價體系還存在一些問題，具體體現在以下三個方面。

（一）評價主體未實現多元化

目前，國家或省級學分銀行評價體系中評價主體僅限于學校教職員工。一方面，學生技能學分是由專業課程教師單方面進行評價，另一方面學生德育學分是由輔導員和班主任直接進行評價；而學生、家長、社會，特別是用人單位參與評價的積極性和主動性不夠。因此，需要建立基于學生、學校、家長、用人單位等多元主體參與的評價體系，構建以多方匿名評價、公開透明、無法篡改等為主要特征的多元評價模式，客觀公正地對學生進行全面綜合評價[1]。

（二）指標體系未關注德育評價

德才兼備是新時代大學生的基本特征，“先做人后做事”已經成為用人單位對人才評價的普遍認識。大學生的綜合素質是包括思想政治素質、文化素質、人文素質、身心素質、專業素質和創新素質等在內的體系化的技能集合。對專業素質和創新素質這種量化的智育指標相對容易評價，比如一門課的績點或一個職業資格證書都可以置換為相應的學分等；而思想政治素質、文化素質、人文素質、身心素質等德育指標相對比較難評價，如對學習態度、課堂表現、志愿者活動、思想進步、勞動教育、安全教育等指標難以進行量化。因此，現有評價指標體系更多注重智育評價，評價指標體系忽視了德育評價，或是對德育評價關注度不高，特別是反映新時代特點的德育指標未納入評價體系[2]。

（三）評價手段未實現智能化

隨著信息技術的發展，“互聯網+”在教育教學管理中的優勢已得到彰顯。雖然區塊鏈技術在2008年就已經興起，國家層面的學分銀行建設也在2010年開始啟動，然而真正意義上的區塊鏈與學分銀行的融合并沒有實質性展開。主要表現在以下兩個方面：一是學分銀行的學分置換和存儲沒有實現信息化，大部分高校學分銀行的功能只是停留在傳統的紙質賬本上；二是難以量化的德育評價內容沒有實現網絡化操作，無法與“互聯網+”結合，管理模式存在較大差距。此外，學分銀行建設還存在諸多機制體制方面的問題，這些問題的疊加直接拖延了基于區塊鏈等新興技術學分銀行建設的進度，導致評價手段缺乏智能化。

三、區塊鏈技術應用于學分銀行的優勢

（一）區塊鏈的概念

區塊鏈（Blockchain）概念起源于比特幣，該定義第一次出現在中本聰2008年撰寫的《Bitcoin：A peer to peer Electronic Cash System》論文中，文中將區塊鏈技術明確定義為構建比特幣數據結構并實現交易信息加密的一種基礎性技術[3]，進而為區塊鏈技術的快速發展和廣泛應用奠定了基礎。雖然，目前對區塊鏈尚未形成統一公認的定義，但是公眾比較認可的區塊鏈定義是：區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以鏈式相連的方式組合成的一種數據結構，并以密碼學手段保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。區塊鏈的核心技術在于P2P（點對點）網絡技術、加密技術、共識機制、智能合約等，進而凸顯了區塊鏈技術的去中心化、透明性、可靠性、不易篡改性、可追溯性等特點與優勢。

（二）“區塊鏈+學分銀行”評價模式的優勢

區塊鏈技術作為一種新興技術，擁有分布式記賬、加密技術、共識機制和智能合約等關鍵技術，具有去中心化、信任度高、可靠性強、不易篡改性和可追溯性等特點，運用區塊鏈技術來構建區塊鏈德技學分銀行評價體系的優勢十分明顯。

1.分布式存儲技術解決了學分銀行中角色節點的可信度問題

分布式存儲技術凸顯了區塊鏈的透明性，其主要體現在交易數據的透明性和交易規則的透明性上。在基于區塊鏈技術的德技學分銀行評價系統中，任何一個角色節點錄入或修改了區塊數據，區塊鏈學分銀行評價系統中的全量角色節點都會同步該角色節點區塊上的所有交易數據，每個角色節點都可以查詢到每次交易數據的詳細信息。同時，在智能合約[4]和共識機制下的交易規則都是公開透明的，由所有角色節點共同維護，共同驗證交易的合法性，在保證區塊數據一致性的基礎上，解決了學分銀行中角色節點的可信度問題。

2.加密技術解決了學分銀行中區塊鏈數據的篡改性問題

區塊鏈技術的應用和開發，數字加密技術是關鍵。為了保證區塊數據的完整性、公開性、不易篡改等特性，區塊鏈技術高度依賴加密技術，區塊鏈德技學分銀行評價系統中任何角色節點要偽造或篡改學分區塊中的數據需要獲取大部分角色節點的同意，少量惡意角色節點偽造或篡改學分區塊數據很難通過大多數誠實角色節點的驗證，因此加密技術保證了區塊鏈德技學分銀行評價系統中學分區塊數據的不易篡改性。

3.共識機制解決了學分銀行中區塊鏈數據的一致性問題

共識機制是區塊鏈的核心技術之一，其主要解決哪些節點有權寫入數據和其他節點如何同步數據這兩個問題[5]。區塊鏈德技學分銀行系統中，每一個分布式角色節點都將各自獨立維護一份基于區塊鏈技術的德技學分賬本。為了避免不同角色節點下的學分賬本出現數據混亂難以控制的問題，必須要設計公平的挑選機制，每次只挑選一個角色節點負責寫入數據；當被挑選的角色節點寫入評價數據后，其他角色節點必須能夠準確及時同步這些數據。為了避免網絡中出現偽造、篡改新增數據的情況，必須設計一種切實可靠的驗證機制，使所有角色節點能夠快速驗證接收到的學分評價數據是由被挑選的網絡節點寫入的數據。在這種情形下，共識機制有效實現了學分銀行中各角色節點上區塊鏈數據的一致性。

四、德技學分銀行評價系統模型構建

基于“區塊鏈+”技術的德技學分銀行系統設計將從應用架構設計、應用模塊設計和系統功能設計三個方面來探究。

（一）德技學分銀行評價系統應用架構設計

根據區塊鏈技術體系架構的特點和結合德技學分銀行評價體系的功能需求，在現有各種區塊鏈參考架構基礎上，高職院校德技學分銀行評價系統的體系框架設計為5層，即數據層、網絡層、共識層、合約層和應用層[6]，如圖1所示。

圖1 德技學分銀行評價系統應用架構

系統應用架構設計圖中，從下而上最底層是數據層，主要由區塊結構、鏈式結構、交易方式、時間戳、Merkle樹和非對稱加密等構成，是德技學分銀行評價系統區塊鏈的底層技術核心，其功能是以鏈式原理、區塊結構，并通過密碼技術進行“分布式記賬”，存儲由多元評價主體輸入到德技學分銀行中的學生德育數據和技能數據。

第二層是網絡層，主要由網絡拓撲結構、傳播協議、驗證機制構成，其主要功能是以P2P對等網絡方式組織德技學分銀行區塊鏈內各參與節點（即學生、教師及企業等多元評價主體）記錄和轉發德技評價指標內容，提供數據傳播的網絡先決條件。

第三層是共識層，主要由遠程過程調用、共識節點準入機制和委任權益證明構成，其主要功能是分布式處理的分散節點在去中心化的德技學分銀行區塊鏈中用已經取得共識的規則來共同維護更新德技學分銀行評價系統中的數據，實現在不可信任的網絡環境下保證德技學分銀行區塊鏈中數據存儲的一致性。

第四層是合約層，主要由編程語言、沙箱環境和預言機構成，其功能是通過計算機語言和編程技術來定義個性化的智能合約機制。將要錄入學分銀行系統中的技能憑證或德育憑證電子化，利用智能合約技術將審核條件寫入合約，一旦符合審核條件則觸發合約，進行自動審核；如果條件不滿足則直接返回用戶對其進行數據補充，直到數據補充完整后再進行審核。通過智能合約，約束德技學分銀行評價系統中學生、教師和企業等多元主體遵照智能合約條款處理學分銀行評價系統中數據的業務邏輯與算法，實現“區塊鏈+德技學分銀行”應用場景的透明性和可靠性。

最頂層是應用層，主要封裝了德技學分銀行評價系統的各種應用場景和系統，分別包含了Web端和移動端兩套德技學分銀行評價系統中的學生應用接口、教師應用接口和企業應用接口三個與區塊鏈系統通信的用戶接口。

（二）德技學分銀行評價系統應用模塊設計

基于區塊鏈技術的高職院校德技學分銀行評價體系主要設計了四個模塊，包括角色定義模塊、學生應用模塊、教師應用模塊以及參與評價的企業導師應用模塊，見圖2。

圖2 德技學分銀行評價系統模塊設計

1.角色定義模塊

根據系統的設計需求和功能要求，基于區塊鏈技術的德技學分銀行評價系統主要構建了學生、學校教師和企業導師三種系統角色。其中學校教師包括了專任教師、輔導員與班主任（含教輔人員）兩類評價主體，分別承擔著技能學分和德育學分的評價任務。角色定義模塊的主要功能包括角色注冊、角色登錄、角色信息修改、共識機制和聯盟鏈等，完成角色生成和多元評價主體節點錄入評價事件的一致性和有效性。

2.學生應用模塊

學生應用模塊的功能設計主體是學生，學生作為被評價的對象，應該具備技能評價和德育評價兩個方面的權限，技能評價方面的功能包括技能學分查詢、技能評價事件查詢和技能憑證錄入（如各類證書等）三個方面；而德育評價方面的功能包括德育學分查詢、德育評價事件查詢和德育憑證錄入（如各類獲獎證書等）三個方面。

3.教師應用模塊

教師應用模塊主要面向學校的專任教師、輔導員和班主任，也包括學校所有教育教學輔助人員，真正要體現新時代學校“三全育人”的培養特點，分別從技能和德育兩個方面來開展全方位的綜合評價。該模塊主要包括技能（德育）事件錄入、技能（德育）事件評價、技能（德育）學分查詢和技能（德育）評價事件查詢等功能。與企業導師評價不同的是，學校教師開展評價的場所是校園、課堂、宿舍等，而企業導師對學生進行評價的環境主要是企業、公司、實習崗位等校外場所。

4.企業導師應用模塊

企業導師是指承擔了學生在校期間的實踐類課程和校外的畢業設計指導與畢業頂崗實習等課程的教學任務的企業技術工程師，主要負責學生實踐教學和頂崗實習期間的技能和德育進行學分績點評價。該應用模塊與學校教師應用模塊類似，包括技能（德育）事件錄入、技能（德育）事件評價、技能（德育）學分查詢和技能（德育）評價事件查詢等功能。

（三）德技學分銀行評價系統功能設計

1.評價系統功能實現原理

基于區塊鏈技術的高職院校德技學分銀行評價系統功能設計按照評價系統內部的數據流走向，以學生k為例，多元評價主體中的學生本人、教師和企業導師從分布在不同位置的節點上分別錄入技能事件或德育事件數據和憑證，都統一記錄到學生k的個人節點上，經過匿名加密后進入德技學分銀行評價系統，經過系統中對應的評價節點評價后將評價過程和評價結果存儲在德技區塊鏈中，見圖3。

圖3 基于區塊結構的德技學分評價系統評價實現原理

2.評價系統的整體設計架構

在基于區塊鏈技術的德技學分銀行評價系統應用場景中，將系統原理圖中德技學分銀行評價系統進行細化，從區塊鏈基礎技術角度對評價系統中的數據接口、網絡結構、共識機制、聯盟鏈模式進行設計；并且在評價系統中根據實際需求加入n個學生節點、學校教師節點、企業導師節點和區塊鏈分布式德技學分賬本，然后設計出基于區塊鏈技術的高職院校德技學分銀行評價系統的整體設計架構[7]，見圖4。

圖4 基于區塊結構的德技學分評價系統整體架構設計

五、結語

構建學生德技學分銀行評價系統是高職院校在“三全育人”背景下開展的學生綜合評價體系的基礎。本文利用區塊鏈技術，從當前高職院校評價體系存在的問題入手，闡述了區塊鏈技術的概念與關鍵技術，分析了基于區塊鏈技術的德技學分銀行評價體系的優勢，在區塊鏈技術層面從系統應用架構、系統應用模塊、系統功能設計架構三個方面構建了德技學分銀行評價系統的模型，以期為未來職業教育的“學分銀行”建設提供一定參考。