聯(lián)盟鏈技術(shù)在職業(yè)教育產(chǎn)教融合中的應(yīng)用研究

袁帥 馮明卿 王曉燕 張國(guó)鋒 王涵

摘 要：為解決高等職業(yè)教育中優(yōu)質(zhì)教育資源不足，培養(yǎng)模式不靈活，校企合作不夠深入等問題，提出應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)中心化、集體維護(hù)、高度透明、安全可信、可溯源等特征，構(gòu)建高職教育產(chǎn)教深度融合信息平臺(tái)架構(gòu)。本文利用區(qū)塊鏈中聯(lián)盟區(qū)塊鏈的部分集中化控制、運(yùn)營(yíng)成本低、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸安全性高、可拓展性強(qiáng)、信息處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，更適合于高職教育產(chǎn)教融合信息平臺(tái)架構(gòu)搭建。本項(xiàng)目預(yù)計(jì)解決了高等職業(yè)教育中校企深度融合，企業(yè)學(xué)校學(xué)分互證，學(xué)生實(shí)踐技能提升，教師職業(yè)技能提升，優(yōu)質(zhì)資源獲取，協(xié)同創(chuàng)新問題。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;聯(lián)盟鏈;職業(yè)教育;產(chǎn)教融合

目前國(guó)家嚴(yán)重缺少技術(shù)性人才，再加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，急需技術(shù)人才，國(guó)家對(duì)于此狀況，開始大力推廣職業(yè)教育。2019年全國(guó)兩會(huì)，政府工作報(bào)告中提出：“全國(guó)高職院校擴(kuò)招100萬(wàn)人?！?020年全國(guó)兩會(huì)，政府工作報(bào)告中提出：“今明兩年職業(yè)技能培訓(xùn)3500萬(wàn)人次以上，高職院校擴(kuò)招200萬(wàn)人?！痹诩寄苋瞬诺拇笠?guī)模需求，職業(yè)教育的高速發(fā)展的背景下，更需要開拓校企合作的人才培養(yǎng)機(jī)制，把產(chǎn)業(yè)與教學(xué)密切結(jié)合。國(guó)家出臺(tái)政策鼓勵(lì)深化產(chǎn)教融合：2017年，國(guó)務(wù)院《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》出臺(tái)，指出要深化職業(yè)教育改革;2019年10月，國(guó)家發(fā)改委等6部印發(fā)《國(guó)家產(chǎn)教融合建設(shè)試點(diǎn)實(shí)施方案》，明確建立產(chǎn)教融合型企業(yè)制度和組合式激勵(lì)政策體系[6]。

國(guó)家對(duì)高等職業(yè)教育的高度重視，但高等職業(yè)院校的大規(guī)模擴(kuò)招和高等職業(yè)教育發(fā)展中也面臨著一系列問題：優(yōu)質(zhì)教育資源不足;培養(yǎng)模式不靈活;校企合作不夠深入;技能學(xué)分認(rèn)證困難;科研轉(zhuǎn)化難，創(chuàng)新研究不足。本項(xiàng)目研究利用區(qū)塊鏈技術(shù)，解決高等職業(yè)教育中的以上問題。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N基于非對(duì)稱加密算法的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式，其去中心化、集體維護(hù)、高度透明、安全可信、可溯源等五大重要特征，使區(qū)塊鏈在金融，醫(yī)療，版權(quán)等行業(yè)或領(lǐng)域得到了不同程度的應(yīng)用。我國(guó)對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)也極為重視，2016年底我國(guó)發(fā)布了《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》，將區(qū)塊鏈作為“戰(zhàn)略性前沿技術(shù)”;2017年8月國(guó)務(wù)院發(fā)文推動(dòng)開展基于人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等高新技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在教育中的應(yīng)用

國(guó)內(nèi)外區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域有很多應(yīng)用，例如：2018年3月英國(guó)建立第一所基于區(qū)塊鏈無(wú)實(shí)體校園的伍爾夫大學(xué);2017年麻省理工學(xué)院項(xiàng)畢業(yè)生頒發(fā)區(qū)塊鏈數(shù)字證書;史強(qiáng)提出區(qū)塊鏈專業(yè)人才培養(yǎng)，區(qū)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(lián)盟鏈的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟應(yīng)用在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，建立信用體系，契約文件認(rèn)證等[2];王夢(mèng)豪、曹蕾等提出了將區(qū)塊鏈應(yīng)用到職業(yè)教育體系中職業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、證書認(rèn)證/評(píng)價(jià)體系、“職業(yè)學(xué)習(xí)幣”的學(xué)習(xí)社區(qū)[3];李旭東、曾艷英提出將區(qū)塊鏈應(yīng)用在終身事業(yè)教育體系，構(gòu)建學(xué)信大數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用體系學(xué)習(xí)資料與服務(wù)交易平臺(tái)[4];郭冰提出應(yīng)用區(qū)塊鏈解決職業(yè)教育國(guó)家“學(xué)分銀行”學(xué)分分發(fā)、積累和轉(zhuǎn)換、組織機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接、用戶管理等[5]。

高等職業(yè)教育中需要學(xué)校和企業(yè)的深度融合，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的集體維護(hù)、高度透明、安全可信，可溯源等特性建立產(chǎn)教融合信息平臺(tái)，較好地解決了高等職業(yè)教育中校企深度融合，企業(yè)學(xué)校學(xué)分互證，學(xué)生實(shí)踐技能提升，教師職業(yè)技能提升，優(yōu)質(zhì)資源獲取，協(xié)同創(chuàng)新問題。

3 聯(lián)盟鏈技術(shù)在職業(yè)教育產(chǎn)教融合中的應(yīng)用

3.1 聯(lián)盟鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)按照準(zhǔn)入機(jī)制可以分為3類：公有鏈（Public Blockchain）、聯(lián)盟鏈（Consortium Blockchain）和私有鏈（Private Blockchain）。公有鏈?zhǔn)侵杆腥硕伎梢噪S時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)，完全去中心化;聯(lián)盟鏈保留了部分中心化控制的功能，若干個(gè)機(jī)構(gòu)共同參與管理的區(qū)塊鏈，通過授權(quán)后進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，可以自定義聯(lián)盟鏈節(jié)點(diǎn)的訪問權(quán)限;私有鏈?zhǔn)且环N私人控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，完全去中心化、交易效率、隱私保障和監(jiān)管控制要求較高[7]。聯(lián)盟鏈預(yù)先設(shè)定參與者安全性高、設(shè)置管理權(quán)限可擴(kuò)展性強(qiáng)，非常適合于高職教育產(chǎn)教融合信息平臺(tái)的框架搭建。

3.2 聯(lián)盟鏈技術(shù)在職業(yè)教育產(chǎn)教融合中應(yīng)用的架構(gòu)設(shè)計(jì)

利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立產(chǎn)教融合平臺(tái)架構(gòu)，分為四層如下圖1：數(shù)據(jù)層主要用于處理比特幣交易中的各類數(shù)據(jù);傳輸層和共識(shí)層用于構(gòu)建比特幣底層的P2P網(wǎng)絡(luò)，支持多節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)加入和離開，對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行有效管理，為比特幣數(shù)據(jù)傳輸和共識(shí)達(dá)成提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)支持服務(wù)。合約層是產(chǎn)教融合平臺(tái)的智能合約，平臺(tái)商業(yè)邏輯和算法在該層。

（1）數(shù)據(jù)層。產(chǎn)教融合基礎(chǔ)信息進(jìn)行預(yù)處理包括學(xué)校企業(yè)合作方資質(zhì)、學(xué)生學(xué)校學(xué)分和企業(yè)實(shí)踐學(xué)分信息、教師企業(yè)實(shí)踐等信息。數(shù)據(jù)層具有不可篡改，全備份，完全平等的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)區(qū)塊（Data Block）是在區(qū)塊鏈里聚合了交易信息的容器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包含區(qū)塊頭和區(qū)塊體，區(qū)塊頭由區(qū)塊哈希值、時(shí)間戳、Merkle樹根、難度目標(biāo)等信息，區(qū)塊主體包括數(shù)據(jù)交易的產(chǎn)教融合基礎(chǔ)信息、信息種類、哈希函數(shù)、密鑰等信息。

（2）傳輸層。傳輸層為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)范式網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的資源和服務(wù)都分散在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，信息的傳輸和服務(wù)的實(shí)現(xiàn)都直接在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，而無(wú)需中間環(huán)節(jié)或中心化的第三方介入。節(jié)點(diǎn)不僅接收信息，也產(chǎn)生信息，節(jié)點(diǎn)之間通過維護(hù)一個(gè)共同的區(qū)塊鏈來同步信息，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)造出新的區(qū)塊后便以廣播的形式通知其他節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)收到信息后對(duì)該區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證，并在該區(qū)塊的基礎(chǔ)上去創(chuàng)建新的區(qū)塊，從而達(dá)到全網(wǎng)共同維護(hù)一個(gè)區(qū)塊鏈的作用。

（3）共識(shí)層。區(qū)塊鏈技術(shù)的共識(shí)層封裝了產(chǎn)教融合信息平臺(tái)的共識(shí)算法。聯(lián)盟鏈更注重各節(jié)點(diǎn)信息的同意，直奔共識(shí)達(dá)成目標(biāo)，共識(shí)層主要采用實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）。實(shí)現(xiàn)了在有限個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況下的拜占庭問題，有3f+1的容錯(cuò)性，并同時(shí)保證一定的性能。

（4）合約層。產(chǎn)教融合信息平臺(tái)的合約層封裝了區(qū)塊鏈技術(shù)的算法機(jī)制、腳本、代碼和智能合約。將代碼嵌入?yún)^(qū)塊鏈或是令牌中，通過數(shù)字代碼實(shí)現(xiàn)可以自定義的智能合約，并在整個(gè)區(qū)塊鏈預(yù)設(shè)的規(guī)則和條件下，無(wú)須經(jīng)由第三方就能夠自動(dòng)執(zhí)行，是聯(lián)盟鏈去中心化、信任機(jī)器的基礎(chǔ)。

3.3 聯(lián)盟鏈技術(shù)在職業(yè)教育產(chǎn)教融合中應(yīng)用場(chǎng)景

基于聯(lián)盟鏈的職業(yè)教育產(chǎn)教融合，包括學(xué)校聯(lián)盟和企業(yè)聯(lián)盟共同維護(hù)學(xué)生，教師，企業(yè)職工的各類信息，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“雙元”育人，“雙師型”教師的培養(yǎng)，學(xué)校企業(yè)的緊密合作協(xié)同創(chuàng)新和教科研成果的共同分配。

（1）利用聯(lián)盟鏈技術(shù)，創(chuàng)建高等職業(yè)教育產(chǎn)教融合信息平臺(tái)架構(gòu)。

（2）利用聯(lián)盟鏈技術(shù)安全可信，完善學(xué)生學(xué)校信息，記錄高等職業(yè)教育學(xué)生的：職業(yè)技能證書，獲獎(jiǎng)如職業(yè)技能大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，等信息;為學(xué)生提供升學(xué)，高質(zhì)量就業(yè)的信息保障。

（3）利用聯(lián)盟鏈技術(shù)集體維護(hù)，構(gòu)建創(chuàng)新的校企深度融合的“雙元制”學(xué)生評(píng)價(jià)體系，企業(yè)和學(xué)校學(xué)分互證。

（4）利用聯(lián)盟鏈技術(shù)中心化，記錄學(xué)生在企業(yè)中技術(shù)實(shí)踐的能力，鼓勵(lì)提升學(xué)生的職業(yè)技術(shù)能力。

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

（6）利用聯(lián)盟鏈技術(shù)高度透明，構(gòu)建智能在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源生態(tài)，使大量的學(xué)生獲取優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，解決大規(guī)模學(xué)生無(wú)法獲得優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源缺問題。

（7）利用聯(lián)盟鏈共同維護(hù)，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，學(xué)校和企業(yè)共同進(jìn)行科研創(chuàng)新，成果轉(zhuǎn)化，利潤(rùn)分配，解決校企深度合作的問題。

4 結(jié)語(yǔ)

聯(lián)盟鏈技術(shù)的特征，應(yīng)用于職業(yè)教育產(chǎn)教融合中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“雙元”育人，“雙師型”教師的培養(yǎng)，學(xué)校企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新和教科研成果的共同分配的緊密合作。本文將聯(lián)盟鏈技術(shù)應(yīng)用到職業(yè)教育產(chǎn)教融合中，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少并存諸多難題，希望此研究能為職業(yè)教育產(chǎn)教融合發(fā)展提供參考和借鑒。

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