泛在學(xué)習(xí)時代基于區(qū)塊鏈的高校新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證模型構(gòu)建研究

丁丹 王曉娜 吳貝貝

摘 要：針對當(dāng)前高校新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證中存在的形式復(fù)雜多樣、質(zhì)量參差不齊、信度和效度不高等問題，本研究基于泛在學(xué)習(xí)理念和區(qū)塊鏈技術(shù)特點，結(jié)合新工科大學(xué)生不同的學(xué)習(xí)形式，提出以區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺為主體搭建學(xué)習(xí)成果認證模型，以提高學(xué)習(xí)成果認證的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：泛在學(xué)習(xí);區(qū)塊鏈;學(xué)習(xí)成果認證

信息技術(shù)環(huán)境下，學(xué)習(xí)方式已經(jīng)從“網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)”過渡到“移動學(xué)習(xí)”，進而發(fā)展為“泛在學(xué)習(xí)”。泛在學(xué)習(xí)，又名無縫學(xué)習(xí)、普適學(xué)習(xí)等，意指每時每刻的溝通和無處不在的學(xué)習(xí)，是一種任何人可以在任何地方、任何時刻獲取所需的任何信息的學(xué)習(xí)方式。原昉等學(xué)者認為，泛在學(xué)習(xí)是信息技術(shù)與教育深度融合的產(chǎn)物，它通過現(xiàn)代技術(shù)手段促進教學(xué)的個性化、靈活化發(fā)展。王懷波等學(xué)者認為，泛在學(xué)習(xí)是移動學(xué)習(xí)的高級發(fā)展階段，是技術(shù)變革時代的新型學(xué)習(xí)方式。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€分布式的共享數(shù)據(jù)庫，存儲于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、公開透明、集體維護等特征?；谶@些特征，區(qū)塊鏈技術(shù)可應(yīng)用于泛在學(xué)習(xí)時代的高校新工科學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證，以提高認證工作的質(zhì)量和效率。

一、泛在學(xué)習(xí)時代高校新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證的現(xiàn)狀和存在問題

信息技術(shù)的飛速發(fā)展不斷影響著高校教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)形式。泛在學(xué)習(xí)時代，高校新工科大學(xué)生的學(xué)習(xí)形式和學(xué)習(xí)成果認證都呈現(xiàn)出多樣化的態(tài)勢。

（一）“全線下”正式課程的學(xué)習(xí)成果認證

在傳統(tǒng)的正式課程的線下學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生一般需要在特定時間到特定地點接受教師指導(dǎo)，逐步掌握知識要領(lǐng)。其學(xué)習(xí)成果一般由學(xué)校出具的成績單、學(xué)習(xí)績點以及學(xué)信網(wǎng)提供的證書等方式進行認證。這種學(xué)習(xí)成果是被廣泛認可的，具備較高的信用度、認可度。

（二）“線下+線上”正式課程的學(xué)習(xí)成果認證

“線上+線下”是一種“傳統(tǒng)+現(xiàn)代”的混合式學(xué)習(xí)模式。這種模式下，一方面，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)部分內(nèi)容的線上自主學(xué)習(xí)，且這種學(xué)習(xí)成果在課程考核評價時占據(jù)一定比例;另一方面，學(xué)生仍需在特定時間到特定地點跟隨教師的講解進行學(xué)習(xí)。最終，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果體現(xiàn)為線上的學(xué)習(xí)經(jīng)歷+線下的成績單。此類學(xué)習(xí)成果也是被廣泛認可的，其中包括學(xué)習(xí)績點、論文發(fā)表、科研項目等。

（三）“全線上”非正式課程的學(xué)習(xí)成果認證

伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上高校MOOC資源庫和線上培訓(xùn)機構(gòu)的在線課程不斷豐富，考試認證機構(gòu)的考級培訓(xùn)也為學(xué)生提供了多種多樣的學(xué)習(xí)途徑和方式。學(xué)生可以根據(jù)個人興趣和需要，打開各種終端設(shè)備隨時隨地自主學(xué)習(xí)。這種泛在化的學(xué)習(xí)，滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需要，受到學(xué)生的廣泛歡迎。在“全線上”非正式課程的學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果體現(xiàn)為學(xué)習(xí)經(jīng)歷、技能、網(wǎng)絡(luò)競賽名次等。但由于缺乏可信任的管理和監(jiān)督，此類非正式學(xué)習(xí)成果通常很難被認可。

在此背景下，區(qū)塊鏈技術(shù)為解決高校新工科大學(xué)生的學(xué)習(xí)成果認證所面臨的難題提供了方向和技術(shù)支持。

二、基于區(qū)塊鏈的高校新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證模型的構(gòu)建

學(xué)習(xí)成果認證是對學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果的真實性、有效性進行驗證。區(qū)塊鏈技術(shù)具有安全、透明、不可篡改等核心特征，能夠為記錄學(xué)習(xí)軌跡、存儲數(shù)據(jù)、共享信息、安全管理、認證學(xué)習(xí)成果等提供技術(shù)支持?；诖耍辔粚W(xué)者從不同角度對區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)習(xí)成果認證方面的應(yīng)用進行了研究。韋書令將區(qū)塊鏈技術(shù)引入學(xué)習(xí)成果認證，構(gòu)建了學(xué)習(xí)記錄查詢接口和區(qū)塊鏈在線學(xué)習(xí)平臺。梁青青使用“主從多鏈”的架構(gòu)對數(shù)據(jù)實行分類存儲，實現(xiàn)了在線學(xué)習(xí)成果與課程質(zhì)量的雙向評價。袁亞興等學(xué)者引入“互聯(lián)網(wǎng)+”理念，以信息支撐平臺建設(shè)為切入點，構(gòu)建了支持不同院校間學(xué)分轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)成果互認模型。

課題組從區(qū)塊鏈的技術(shù)邏輯出發(fā)，按照嚴(yán)格審核、公開透明的運行原則，構(gòu)建了以用戶端、管理系統(tǒng)、查詢端三個使用終端為主體的學(xué)習(xí)成果認證模型。

（一）技術(shù)邏輯

泛在學(xué)習(xí)時代，高校存在多種學(xué)習(xí)模式和資源，這些不同形式的學(xué)習(xí)模式和資源又衍生出復(fù)雜多樣的學(xué)習(xí)成果，而學(xué)習(xí)成果的認證過程往往涉及多個有著不同訴求的利益相關(guān)方。以鏈?zhǔn)綍r間戳、分布式存儲、共識機制等為底層技術(shù)支撐的去中心化的區(qū)塊鏈，可以確保不同學(xué)習(xí)成果可追溯、可驗證。

因此，厘清區(qū)塊鏈在學(xué)習(xí)成果認證過程中的技術(shù)邏輯（如圖1所示），能為認證模型的構(gòu)建提供有力的技術(shù)理論支撐。

學(xué)習(xí)成果認證的技術(shù)線路主要由技術(shù)層、基礎(chǔ)層、服務(wù)層、功能層、應(yīng)用層構(gòu)成。其中，技術(shù)層主要通過哈希算法、加密算法和共識機制等技術(shù)將學(xué)生上傳的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)存儲到蓋有時間戳的數(shù)據(jù)區(qū)塊;基礎(chǔ)層主要通過鏈?zhǔn)綍r間戳、分布式存儲和智能合約等技術(shù)對學(xué)習(xí)成果的數(shù)據(jù)區(qū)塊進行分時分層存儲;服務(wù)層主要通過學(xué)習(xí)成果認證聯(lián)盟進行密鑰分發(fā)和管理、上傳者身份認證，在多節(jié)點達成共識后存儲新的學(xué)習(xí)成果，并對區(qū)塊鏈進行更新和多重簽名;功能層主要依據(jù)去中心化、可追溯、防篡改的特性，通過點對點的數(shù)據(jù)傳播（P2P網(wǎng)絡(luò)）和認證機制，對數(shù)據(jù)實行校驗和傳播;應(yīng)用層主要用于學(xué)生上傳學(xué)習(xí)記錄和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進行信息查詢等。

（二）運行原則

針對當(dāng)前新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證中存在的形式復(fù)雜多樣、質(zhì)量參差不齊、信度和效度不高等問題，課題組結(jié)合區(qū)塊鏈的安全、透明、不可篡改等特點，構(gòu)建高校新工科大學(xué)生的學(xué)習(xí)成果認證模型。其運行原則如下：

1.嚴(yán)格審核。學(xué)生本人遞交學(xué)生證和身份證到所在高校學(xué)務(wù)管理部門進行資格審核。審核通過后，由工作人員上傳該學(xué)生的相關(guān)信息，同時為其獲取實名注冊區(qū)塊鏈用戶的權(quán)利。

2.公開透明?；趨^(qū)塊鏈的技術(shù)特性，學(xué)生的信息識別、學(xué)習(xí)成果記錄、學(xué)習(xí)質(zhì)量評價等環(huán)節(jié)無需引入第三方監(jiān)管。模型在公開透明的環(huán)境中，依據(jù)智能合約記錄、上傳相關(guān)信息，并保證各種記錄可追溯、可查詢。

（三）系統(tǒng)架構(gòu)

傳統(tǒng)模式下，高等院校新工科大學(xué)生面臨多樣化學(xué)習(xí)成果認證困難的難題，高校或企事業(yè)單位在招生或招聘過程中也難辨多樣化學(xué)習(xí)成果的真?zhèn)?。針對這些亟待解決的問題，課題組提出依靠區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建一個可信、公平、透明的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺。具體架構(gòu)如圖2所示：

區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺的系統(tǒng)架構(gòu)主要包括用戶端、管理系統(tǒng)、查詢端三個主體，學(xué)習(xí)成果認證的所有流程在這三個主體之間進行。

首先，用戶端的主要使用對象是高校新工科大學(xué)生。高校管理部門工作人員在嚴(yán)格審核后，向區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺上傳學(xué)生的個人信息，提交實名注冊申請。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺系統(tǒng)再次審核通過后，將學(xué)生個人信息加密存儲到與之匹配的區(qū)塊鏈地址，并將該區(qū)塊鏈地址及對應(yīng)的公鑰和私鑰分配到學(xué)生手中。成功加入?yún)^(qū)塊鏈后，該學(xué)生可將自己的各類證書、成績單、社團活動證明、科研論文、發(fā)明專利等學(xué)習(xí)成果及相關(guān)學(xué)習(xí)經(jīng)歷、數(shù)據(jù)記錄等上傳。這些信息經(jīng)學(xué)習(xí)成果管理系統(tǒng)的各聯(lián)盟機構(gòu)審核后，最終將存儲在該學(xué)生的主區(qū)塊鏈上。

其次，管理系統(tǒng)的主體是由各高校管理部門（負責(zé)記錄和甄別正規(guī)學(xué)習(xí)成果及學(xué)生在校期間的社團活動、社會實踐等）、培訓(xùn)機構(gòu)（負責(zé)記錄和證明學(xué)生通過某一培訓(xùn)后獲得的技能、經(jīng)驗、相關(guān)證書等）、認證機構(gòu)（負責(zé)鑒別學(xué)生提交的各種資格考試證書、技能證書等）組成的學(xué)習(xí)成果認證聯(lián)盟。認證聯(lián)盟的每個機構(gòu)都有屬于自己的主鏈，共同維護聯(lián)盟鏈賬本。在區(qū)塊鏈技術(shù)支持下，連接到聯(lián)盟鏈上的各高校管理部門、培訓(xùn)機構(gòu)和認證機構(gòu)能夠公平公正地甄別存儲在區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺上的各種學(xué)習(xí)成果認證請求，并給予認證和授權(quán)上鏈，從而保證系統(tǒng)有效運行。同時，學(xué)習(xí)成果認證聯(lián)盟各成員也能獲取聯(lián)盟鏈上的學(xué)生學(xué)習(xí)信息，從而實現(xiàn)各高校及部門之間學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)跨平臺的對接和管理。

最后，當(dāng)升學(xué)或就業(yè)時，用戶端的主要使用對象——高校新工科大學(xué)生向高?；蚱笫聵I(yè)單位提供學(xué)習(xí)成果及私鑰，查詢者（高?；蚱笫聵I(yè)單位）在擁有公鑰和私鑰的同時，向區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺發(fā)出查詢申請。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺系統(tǒng)審核查詢者的“雙鑰”后，給予其相應(yīng)的查詢、下載權(quán)限。

在區(qū)塊鏈技術(shù)的支持下，基于共享數(shù)據(jù)、共同維護的理念，學(xué)習(xí)成果認證聯(lián)盟系統(tǒng)架構(gòu)為整個區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺提供硬件和軟件基礎(chǔ)，是整個學(xué)習(xí)成果認證系統(tǒng)的核心。學(xué)習(xí)成果認證聯(lián)盟的職責(zé)包括制定聯(lián)盟成員管理辦法，明確聯(lián)盟成員權(quán)利及義務(wù)，擬定聯(lián)盟內(nèi)各教育組織的學(xué)習(xí)成果認證標(biāo)準(zhǔn)等。一方面，學(xué)習(xí)成果認證的區(qū)塊鏈系統(tǒng)由聯(lián)盟主要機構(gòu)提供的節(jié)點構(gòu)成，所有節(jié)點地位平等，共同驗證鏈上學(xué)生提供的學(xué)習(xí)成果的真?zhèn)?，形成可信記錄并存儲。另一方面，區(qū)塊鏈聯(lián)盟可以向各節(jié)點用戶、用人單位提供數(shù)據(jù)檢索、下載、分享、可視化呈現(xiàn)等服務(wù)，滿足平臺使用者對教育資源數(shù)據(jù)的開放、共享與應(yīng)用需求。

三、結(jié)語

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)習(xí)成果認證，不僅保證了高校新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證的科學(xué)性、公平性、公正性和公開性，而且完整地記錄了他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷及學(xué)習(xí)成果，便于人才市場快速便捷地找到適合的人才，為學(xué)生求職與就業(yè)創(chuàng)造便利。但是，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高校新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證模型是一項不斷發(fā)展和完善的系統(tǒng)性工程，需要持續(xù)分析和解決認證過程中出現(xiàn)的各種問題。對此，課題組也將在今后的實踐中繼續(xù)修正和完善。

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責(zé)編：文 墨

基金項目：河南省軟科學(xué)研究計劃項目“泛在學(xué)習(xí)時代基于區(qū)塊鏈的高校新工科大學(xué)生學(xué)習(xí)成果認證模型構(gòu)建研究”（編號：222400410232）;河南省重點高?？蒲许椖俊伴_放教育資源視域下基于區(qū)塊鏈的高校校際學(xué)分銀行評價系統(tǒng)構(gòu)建研究”（編號：22A880018）;河南省醫(yī)學(xué)教育研究項目“‘新醫(yī)科建設(shè)視域下數(shù)學(xué)建模一流課程‘2+5培養(yǎng)模式構(gòu)建及實踐研究”（編號：Wjlx2021063）

作者簡介：丁丹（1984— ），女，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院副教授，研究方向為高等教育教學(xué)、數(shù)學(xué)建模;王曉娜（1986— ），女，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院副教授，研究方向為高等教育教學(xué)、微分方程;吳貝貝（1989— ），女，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院講師，研究方向為圖像處理與模式識別。