探索區(qū)塊鏈在數(shù)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(qū)塊鏈是分布式對等網(wǎng)絡、非對稱加密、智能合約等多種技術(shù)集成的新型數(shù)據(jù)庫軟件。區(qū)塊鏈技術(shù)賦能全球產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，已涉足金融服務、物流運輸、供應鏈、醫(yī)療保健等多個領(lǐng)域，釋放新的價值。為此，探索區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字教育平臺中的應用，討論區(qū)塊鏈在數(shù)字教育平臺中的教育記錄存儲、教育資源版權(quán)、教育契約存證、學情跟蹤監(jiān)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(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;數(shù)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(yè)和信息化部、中央網(wǎng)絡安全和信息化委員會辦公室聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》?！吨笇б庖姟诽岢?，到2025年，區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)綜合實力達到世界先進水平，產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模;區(qū)塊鏈應用滲透到經(jīng)濟社會多個領(lǐng)域，在產(chǎn)品溯源、數(shù)據(jù)流通、供應鏈管理等領(lǐng)域培育一批知名產(chǎn)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(fā)展。如何利用數(shù)字技術(shù)更新傳統(tǒng)教育理念、變革傳統(tǒng)教育模式是最新的研究熱點。專家和業(yè)內(nèi)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(jié)合的混合教學模式將成為常態(tài)化的教育形式。加強校企合作、深化產(chǎn)教融合，形成教育主管部門、信息化電教系統(tǒng)、校企工坊等多方參與的教育數(shù)字化管理平臺，技術(shù)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(shù)字教育平臺中的教學資源庫在線課程良莠不齊，沒有版權(quán)保護，高質(zhì)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(jiān)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(guān)憑證沒有得到很好的保存，維權(quán)難度大;線上教學的評價認證體系不夠完善，企業(yè)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(jiān)督評價，線上教育的成果得不到公信力的認證[3]。如何激發(fā)在線教學生對于學習者進行探究性學習，提高學生的創(chuàng)新能力同樣值得探究。因此籌措建立一套基于區(qū)塊鏈技術(shù)具備完整鏈條和閉環(huán)的數(shù)字教育平臺，所有教學環(huán)節(jié)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(qū)塊鏈原理與核心特征

2.1 區(qū)塊鏈的原理

區(qū)塊鏈是哈希算法加密后串聯(lián)文字記錄，其本質(zhì)是一種分布式共享型數(shù)據(jù)庫。每一區(qū)塊基本由上一區(qū)塊的散列值、時間戳、交易記錄構(gòu)成。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中每個節(jié)點的地位平等、相互通信、共同維持。區(qū)塊鏈是以網(wǎng)絡互信為目標，綜合運用P2P網(wǎng)絡、非對稱加密算法、共識機制等技術(shù)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(shù)據(jù)庫，構(gòu)建形成開放環(huán)境中的信息對稱、協(xié)作互信的網(wǎng)絡服務[4]。

2.2 區(qū)塊鏈核心特征

1）去中心化

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種不需依賴于第三方管理機構(gòu)的去中心信任網(wǎng)絡，各個節(jié)點完全依托去中心化網(wǎng)絡實現(xiàn)信息傳遞，節(jié)點間可直接實現(xiàn)價值交換，不依托第三方公信機構(gòu)，去中心化是區(qū)塊鏈最本質(zhì)的特征。

2）共識機制

共識機制是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的重要組件，網(wǎng)絡中的重大決策不由單一個體主導，而是所有網(wǎng)絡節(jié)點都參與的集體決策，避免了單一個體的壟斷行為。各節(jié)點自發(fā)遵守系統(tǒng)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的預設規(guī)則，目前區(qū)塊鏈使用的共識機制分為：工作量證明機制、權(quán)益證明機制、股份授權(quán)證明機制和狀態(tài)副本復制。

3）不可篡改

區(qū)塊鏈采用的是密碼學中的非對稱加密算法保證區(qū)塊信息不可篡改性，該算法可以將任意長度的信息轉(zhuǎn)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(qū)塊信息的安全性。

4）分布式存儲

區(qū)塊鏈將區(qū)塊信息數(shù)據(jù)分散存儲在網(wǎng)絡節(jié)點服務器中，數(shù)據(jù)永不丟失，數(shù)據(jù)不容易被泄露或攻擊，網(wǎng)絡節(jié)點共同維護區(qū)塊鏈記錄完整性，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全存儲。

2.3 區(qū)塊鏈的應用

區(qū)塊鏈是通過分布式共享數(shù)據(jù)庫來存儲備份塊鏈式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、利用P2P分布式網(wǎng)絡共識算法來驗證和更新數(shù)據(jù)、利用非對稱加密算法保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用智能合約自動執(zhí)行操作數(shù)據(jù)的一種全新的去中心化可信網(wǎng)絡[5-6]。因此，區(qū)塊鏈適用于大多數(shù)基于信任的商業(yè)與社會活動應用，隨著信用社會的逐步完善，優(yōu)化構(gòu)建現(xiàn)有商業(yè)模式的信任機制，利用區(qū)塊鏈技術(shù)特點及其核心原理，區(qū)塊鏈可在資產(chǎn)管理、價值積累、共識交易、互助生態(tài)、自治社區(qū)等多方面發(fā)揮重大作用。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在線上教育中的應用

3.1 基于區(qū)塊鏈的教育資源版權(quán)管理

線上教育為廣大學習者提供了跨學科、系統(tǒng)化、開放的教學資源，并逐步發(fā)展成在線直播類視頻課程，從共建共享走向共創(chuàng)共享，大量教師創(chuàng)造加工各類優(yōu)質(zhì)資源，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、制定個性化的教學內(nèi)容。但與此同時，也暴露出教育資源版權(quán)保護弱、資源共享難、內(nèi)容質(zhì)量低等現(xiàn)實問題?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的教育資源版權(quán)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(yè)、社會、高校等廣大資源建設者多方參與，可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)的不可篡改性特征，將教育資源的著作版權(quán)信息附在內(nèi)容區(qū)塊上，嚴把質(zhì)量關(guān)，任何資源的元數(shù)據(jù)可追本溯源。鑒于區(qū)塊鏈的開放性和透明性，任何人進行轉(zhuǎn)載或二次創(chuàng)作時，系統(tǒng)將自動把原作者的版權(quán)信息自動嵌入內(nèi)容區(qū)塊上，實現(xiàn)對數(shù)字資源的版權(quán)保護。區(qū)塊鏈為跟蹤教育資源創(chuàng)作者的版權(quán)保護提供有力的技術(shù)保障。相對于傳統(tǒng)的版權(quán)保護機制，有效解決資源盜版問題[8]。

3.2 基于區(qū)塊鏈的教育存證管理

區(qū)塊鏈技術(shù)為學習者提供了教育存證保護，系統(tǒng)自動為學習者學習過程中產(chǎn)生的圖片、音頻、視頻、文件、網(wǎng)頁等信息加密存儲，實時固化教育數(shù)據(jù)的內(nèi)容、權(quán)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(qū)塊鏈技術(shù)永久性地存儲教育憑證，抵御外部網(wǎng)絡攻擊，防止信息泄露，也同樣可以為法律維權(quán)提供有力證據(jù)[9]。智能合約自動執(zhí)行腳本達成學生與教育者的契約關(guān)系，特別是為一些收費資源項目上的權(quán)益保護提供法律支持。

3.3 基于區(qū)塊鏈的學情跟蹤監(jiān)控管理

基于區(qū)塊鏈的學情跟蹤監(jiān)控，全面記錄學生的學習過程，包括視頻學習、作業(yè)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(gòu)建智能化教學管理體系[9]。利用區(qū)塊鏈的分布式存儲技術(shù)將學生學習過程中產(chǎn)生的結(jié)果分散存儲到網(wǎng)絡節(jié)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(qū)塊鏈的教育成果認證管理

區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)嚴格審查各項指標，自動頒發(fā)權(quán)威機構(gòu)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(tǒng)全天候值守，在企業(yè)、學校、社會等多方監(jiān)督下完成證書的頒發(fā)[10]?；趨^(qū)塊鏈的電子證書作為證書真?zhèn)涡澡b定的唯一憑證，通過對電子證書附帶的區(qū)塊信息進行溯源操作，任何教育機構(gòu)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?zhèn)涡?，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(jié)束語

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

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

參考文獻：

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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(yè)技術(shù)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(shù)字技術(shù)管理、大數(shù)據(jù)技術(shù);楊琪琦（1997—），女，碩士，研究方向為刑法學、知識產(chǎn)權(quán)法;馮超玲（1970—），女，副教授，研究方向為計算機數(shù)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。