產學協同育人背景下的高校區塊鏈師資培訓思考

文成玉，杜 鴻

（成都信息工程大學 通信工程學院，四川 成都 610225）

0 引 言

2014 年我國逐漸開始研究區塊鏈技術及應用，目前區塊鏈技術在我國的應用已延伸到數字金融、智能制造、互聯網、數字資產交易等多個領域。區塊鏈與人工智能、云計算、大數據、物聯網、5G 等新型信息技術構成了數字經濟時代的底層技術支撐。2019 年10 月，中共中央政治局在第十八次集體學習時強調，把區塊鏈作為核心技術自主創新重要突破口，加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。2020 年4 月，國家發改委首次明確將區塊鏈納入“新基建”范圍。

目前，我國區塊鏈產業正處于快速發展階段，加速區塊鏈人才的培養已成為大勢所趨。據文獻[1]顯示，2020 年企業對區塊鏈人才的需求高達51.70%。2020 年7 月至2021 年6 月，國內新成立區塊鏈企業達3.7 萬家。隨著區塊鏈企業數量的激增，社會對區塊鏈人才的需求呈現井噴式的增長趨勢。區塊鏈相關人才正面臨巨大的缺口，據國際權威咨詢機構預測，隨著區塊鏈技術的發展，中國區塊鏈人才缺口將達75 萬以上。作為一個新興產業，區塊鏈沒有前期的學科基礎，大量的產業人才需求和師資缺乏是高校區塊鏈工程專業要面對的主要問題。本文針對我國區塊鏈行業人才培養面臨的主要問題，探索基于師資培訓方式培養區塊鏈新人才的途徑。

1 區塊鏈人才培養現狀

2016年中央財經大學在全國高等院校范圍內最早開設區塊鏈課程，2020 年區塊鏈逐漸成為部分高校專業的必修課，成都信息工程大學首獲教育部批準開設區塊鏈工程本科專業。截至2021 年，國內超過40 家高校開設了區塊鏈專業或課程。課程主要包括區塊鏈原理、共識算法開發、智能合約開發、區塊鏈應用開發、區塊鏈算法、區塊鏈平臺開發、區塊鏈虛擬機等，清華大學、中央財經大學在內的國內眾多高校也都開設了區塊鏈相關的課程，像區塊鏈與密碼學、區塊鏈與智能經濟等。

除了在校內開設課程外，高校還通過設立實驗室或者創新中心加強“產學研”之間的交流與合作，幫助學生掌握區塊鏈相關的理論知識，增強實踐能力。實驗室由校方教師與企業高管共同管理，合作的企業大多為區塊鏈頭部公司，與高校合作建立實驗室，如北京眾享比特與南京大學、比特大陸與清華大學的合作。

此外，火幣中國與慧科集團聯合成立“火幣區塊鏈產業學院”和“火幣區塊鏈實驗室”，共同探索區塊鏈專業的人才培養新范式，推進區塊鏈領域的產教融合。這是區塊鏈專業人才培養的一個基本方向。

2 區塊鏈技術體系分析

區塊鏈（Blockchain）是一種由多方共同維護，使用密碼學保證傳輸和訪問安全，能夠實現數據一致存儲、難以篡改、防止抵賴的記賬技術[2-4]。區塊鏈綜合了信息存儲和傳輸、信任機制和底層算法，已初步形成了包含硬件和基礎設施、底層技術、上層應用和安全服務在內的技術體系結構[5]，如圖1 所示。

圖1 區塊鏈體系結構

基礎設施層提供硬件或網絡基礎體系。區塊鏈底層數據的存儲采用基于底層存儲方式，實現起來較為靈活，可以結合文件系統、關系數據庫、鍵值數據庫等存儲方式。

協議層通常采用P2P 網絡組網機制，結合各類密碼學安全機制和共識機制、時序機制，為上層應用構建對等、安全、信任的網絡和通信基礎。

擴展層通過調用協議層功能組件，可以提供多元化的服務和訪問。比如，開發者可在上層應用和底層技術機制之間，以可執行代碼的方式，為用戶實現復雜業務流程的自動化；或是通過設置激勵/懲罰機制，規范區塊鏈節點貢獻自身存儲和計算資源，共同推動網絡和業務的高效運行[5]。

應用層則是區塊鏈技術在不同行業領域的各類場景和案例中應用的最直接體現。相比于其他層次，應用層最直觀地體現了區塊鏈技術的應用價值[5]。

區塊鏈專業知識與能力培養體系結構涉及以下3 個方面：

（1）基礎理論：區塊鏈工程本質是多學科交叉的新學科，計算機知識仍然是其理論基礎。區塊鏈主要涉及計算機科學與技術、軟件工程、網絡空間與信息安全、通信工程等多個學科專業的理論與技術，其核心技術涉及密碼學、分布式系統與存儲、信息安全、P2P 網絡等理論基礎。同時，區塊鏈技術中還包含大量的新概念、新理論，且都是理解和掌握區塊鏈技術的基礎。

（2）技術實現：區塊鏈作為一種架構應用，其協議層包括點對點網絡、加密簽名、數據存儲、分布式算法等，應用層也需要提供區塊鏈瀏覽器、錢包等基礎應用。這些就涉及到區塊鏈專業特有課程，如區塊鏈原理（區塊鏈底層開發）、共識算法原理與實現、區塊鏈應用開發、區塊鏈算法、區塊鏈平臺開發、區塊鏈虛擬機等。在擴展層，區塊鏈技術可以對接各種應用，涉及相關行業應用課程，比如金融、物聯網、網絡安全、版權保護、電子商務、教育就業等。

（3）開發環境：區塊鏈是多項計算機技術的新應用模式，有其自身的復雜性。智能合約可以選擇不同的語言，如Solidity、JAVA、Python、JavaScript、GoLang、PHP、C++、Ruby、Rust 等；同時，也可以選擇不同的語言開發上層應用，如JAVA、Nodejs、Go、Python 等，個別應用對開發環境依賴較大。因此，區塊鏈應用的開發工具與環境，也是學生需要學習的重要內容。

（4）項目實踐：目前，全球已有很多區塊鏈產品，有些優秀的開源產品和項目實踐是最好的學習研究資料，如微眾銀行主導的開源產品FISCO BCOS，在國內得到了較好的應用。

3 校企合作開展師資培訓的必要性

從區塊鏈技術體系結構可以看出，區塊鏈結合理論基礎、技術和實踐，對工程實現能力有非常高的要求。同時，區塊鏈已被廣泛應用到金融、司法、政務、醫療、農業、制造業、跨境數據流通等諸多行業或領域。一般情況下，企業更傾向選擇具有技術研發和學術研究等綜合能力的人才，同時還要熟悉行業知識。

鑒于此，目前高校對于區塊鏈人才也注重實踐能力的培養，與產業實踐緊密結合。一方面是從實踐中來，從相對成熟的行業案例中總結理論；另一方面是要到實踐中去，不斷在實際的應用場景中檢驗學術創新的成果。

目前，區塊鏈教學與計算機專業課程深度融合，并與人工智能、大數據、物聯網等前沿信息技術深度融合。區塊鏈專業的師資主要來自計算機相關專業，且大多數教師具有博士學歷，都具有深厚的理論學識，他們最缺乏的就是與行業結合的工程開發經歷，不能適應“新工科”背景下對高素質復合型工程技術人才的培養需求[6]。因此，產教融合的師資培訓也就成為解決區塊鏈專業教師資源短缺的一個有效途徑[7]。

4 校企合作開展區塊鏈師資培訓的教學實踐

4.1 培訓思路

開展師資培訓是為提升教師實踐教學能力，需要選擇滿足教學需求的培訓內容，實現培訓與教學實踐有機結合，這樣可以有效地幫助教師的教學實踐。

目前高校區塊鏈工程專業的課程可以劃分為：通識課程，計算機編程的基礎課程，區塊鏈相關的密碼學、分布式系統等專業基礎課程，以及與區塊鏈底層開發和智能合約部署等實踐相關的專業課程。由此可以看出，作為區塊鏈工程專業的師資，本身已具備深厚的理論知識。師資培訓應著重結合符合行業特點的應用開發實踐，由企業工程師負責技術講解和實操講解；在進行相關的理論講解后，結合具體案例進行理論實踐，注重理論與實踐的結合。

4.2 培訓內容

區塊鏈實踐項目是一個基于業務應用場景進行項目開發的全過程。從業務場景分析，到合約的設計實現，以及如何部署到區塊鏈，最后到實現應用模塊時對區塊鏈上合約的調用訪問。

將整個培訓過程按照以下3 個步驟進行：

（1）搭建開發環境：應用程序需要和網絡交互，所以需要一個智能合約和應用程序使用的基礎網絡。開發環境是區塊鏈平臺、分布式存儲和智能合約/應用開發工具的有機結合，需要掌握區塊鏈原理與技術、計算網絡原理與技術、分布存儲理論、網絡信息安全等知識。

（2）智能合約開發：區塊鏈具有防篡改、可追溯等特性，這些特性決定其更容易受金融領域的青睞。例如，商業票據、資產管理等場景。在區塊鏈上進行應用開發時，結合業務需求，首先需要設計對應的智能合約，確定合約需要儲存的數據，在此基礎上確定智能合約對外提供的接口，最后給出各個接口的具體實現。之后，需要將智能合約編譯成ABI 和BIN 文件部署至區塊鏈網絡上。當應用需要部署和調用合約時，可以調用對應合約方法，傳入指定參數即可。這樣可以極大簡化用戶開發應用的代碼。

（3）應用程序和智能合約交互：在應用開發中，首先將編譯好的合約引入項目中，然后開發業務邏輯，使用合約對象調用對應的接口與智能合約交互，返回處理結果，從而實現應用程序（如數字錢包）訪問智能合約。

4.3 與行業結合

目前，校企合作已經從早期的技術共研轉到人才共育的深度融合[8]。區塊鏈技術已經被廣泛應用在數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理等諸多領域。這種形勢下就要求學生扎實掌握專業知識，并且能夠將理論知識結合行業的實踐；要求教師具備區塊鏈技術在相關行業的應用背景，這對培養學生理解區塊鏈技術在行業中的應用，有很好的促進作用。因此，高校通過與具有行業特色的企業合作，結合企業資源優勢開設聯合實驗室，是實現教師行業能力培訓的一個重要途徑。

4.4 培訓安全意識

隨著區塊鏈的應用場景不斷增多，相關安全事故頻出，并呈現加速增長趨勢。在2021 年，區塊鏈相關行業發生的安全事件多達332 起，造成了嚴重的經濟損失和社會影響[9]。因此，區塊鏈應用安全不可忽視。

雖然區塊鏈技術集合了密碼學、分布式存儲等多項安全控制技術使區塊鏈底層技術日趨成熟，但合約實現規范還沒有充分完備化和體系化，其本身仍存在安全漏洞，尤其合約直接擔當著資金載體和運行邏輯的角色，這使得越來越多黑客將目標瞄向該領域。除了技術風險以外，區塊鏈與實體經濟融合的進程中也存在合規風險和投機風險。

對此，需加強對區塊鏈技術的引導和規范以及對區塊鏈安全風險的研究和分析，密切跟蹤其發展動態，積極探索建立安全保障體系，更大地提升群體安全意識，推動區塊鏈安全有序發展。

5 結 語

根據國務院和教育部大力推動產教融合、協同發展，面向產業培養人才的戰略部署，高校和企業充分發揮各自優勢，推動產業與高校合作，開展符合高校課程建設和教師教學實踐需求的師資培訓，用培訓成果指導教師的教學實踐，為區塊鏈新人才提供真正有意義的培訓與教學實踐。同時，通過建設具有行業特點的區塊鏈產業學院和實驗室，加強師資隊伍建設，建立完善人才培養體系和教師發展理念[10-12]；加快培養既熟悉區塊鏈底層技術和區塊鏈架構，又熟悉行業應用開發的復合型高級專門人才，從而創建良好的區塊鏈新人才生態。