基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育 學分銀行認證機制研究

摘要：本文解釋了區(qū)塊鏈技術要點，詳細梳理了區(qū)塊鏈技術在教育領域的理論和實踐研究現(xiàn)狀，深入剖析了職業(yè)教育學分銀行的種種認證機制問題，以區(qū)塊鏈的分布式賬本技術和共識算法為切入點，架構了基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育學分銀行認證機制，以期為職業(yè)教育學分銀行認證機制的應用實踐提供解決方案。

關鍵詞：學分銀行;區(qū)塊鏈;職業(yè)教育

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）12-0100-03

● 引言

2020年4月，教育部發(fā)布《關于做好職業(yè)教育國家學分銀行建設相關工作的通知》，要求加速推進職業(yè)教育國家學分銀行的部署，通過與“1+X”證書制度試點工作相結合，推進職業(yè)教育國家學分銀行建設。[1]學分銀行已然成為當下職業(yè)教育發(fā)展改革的要點，但在職業(yè)教育學分銀行的建設過程中，數(shù)據(jù)安全性無法保障、認證成果缺乏可信度、學習痕跡不能留痕追溯等問題阻礙了學分銀行的健康發(fā)展。工信部頒布的《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書》認為，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的透明化、數(shù)據(jù)不可篡改等特征，完全適用于學生征信管理、升學就業(yè)、學術、資質(zhì)證明、產(chǎn)學合作等方面，對教育就業(yè)的健康發(fā)展具有重要的價值。因此筆者認為，借助區(qū)塊鏈技術，能夠有效解決目前職業(yè)教育學分銀行建設中出現(xiàn)的問題。

● 區(qū)塊鏈技術及其在教育領域的研究探索

區(qū)塊鏈技術是利用分布式賬本技術和共識算法重新構造一種去中心化的分布式網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，存儲于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有不易篡改、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護等特征，它是分布式數(shù)據(jù)存儲、共識機制、點對點傳輸、加密算法等計算機技術的新型應用模式。區(qū)塊鏈作為一種存儲系統(tǒng)其存儲結構區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊體構成，區(qū)塊頭中包含區(qū)塊鏈版本號、默克爾根、時間戳等基本信息，區(qū)塊體則包含若干信息記錄及其 Hash值所構成的默克爾樹。區(qū)塊與區(qū)塊之間依靠Hash值連接。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡架構中，每個網(wǎng)絡節(jié)點都有數(shù)據(jù)備份，如果產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，則需要在全網(wǎng)進行廣播，經(jīng)過各節(jié)點校驗無誤并實現(xiàn)共識后方可存入?yún)^(qū)塊，全網(wǎng)廣播后各節(jié)點將信息存入各自區(qū)塊。

區(qū)塊鏈作為一種較新興的技術，在教育領域的理論研究和實踐應用越來越受到專家學者的青睞。沙普爾斯等學者認為，區(qū)塊鏈技術可以在教育領域中用來證明腦力活動，學習獲得的知識分數(shù)可以證明學習成果。[2]微安尼迪斯等學者發(fā)現(xiàn)在線上教學過程中，基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡學習能對學習者終身學習的各方面產(chǎn)生有利于個人發(fā)展的正面效果。[3]國內(nèi)學者孫浩等人指出區(qū)塊鏈技術能將學習者的學習過程完整記錄，其中包括學習進度、學習成績、考試成績等信息，這些信息能夠隨時調(diào)取隨時查看且永久保存，這能為未來學習數(shù)據(jù)全網(wǎng)絡化提供支持，用人單位可以快速了解學生信息。[4]國內(nèi)學者李青認為，區(qū)塊鏈構建的分布式網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，滿足高校、政府、機構共享并公共管理學習者學習數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)真實、安全，百萬千萬的真實數(shù)據(jù)可以用于各類教學研究。[5]

● 職業(yè)教育學分銀行認證機制問題

1.職業(yè)教育學分銀行學分認證標準不統(tǒng)一

職業(yè)教育學分銀行的認證標準，是學分銀行得以正常運行的基礎，認證標準應當科學嚴謹、公平權威。目前高等職業(yè)院校的學分認證標準，是各學校在教育部推行的學分認證標準框架下，參考國家課程標準，結合自身具體教學需求和辦學標準等因素，自行制訂的，這導致學分認證標準千差萬別且適用性較低。學分銀行想要制訂統(tǒng)一的學分認證標準非常困難：一是由哪方來組織建立學分認證標準（是由幾所優(yōu)質(zhì)高職院校牽頭建立還是由教育行政部門牽頭建立，抑或委托社會機構建立），目前沒有定論;二是我國東部和西部學校、同一省份不同學校在學分互認方面的合作本身就不多，僅限于少數(shù)專業(yè)少數(shù)課程，因而大面積建立統(tǒng)一的學分認證標準的基礎薄弱。

2.學習成果認證以及學分兌換難

獲得學分最終的目的是獲得結果認定，認定結果可以是結業(yè)證書、學歷證書或學位證書等。但目前結果認定需要多少學分、結果認定的標準如何，均沒有明確。各高等職業(yè)院校專業(yè)名稱、課程內(nèi)容、培養(yǎng)計劃、教材以及教學內(nèi)容不統(tǒng)一，使得不同學校的學分認證以及兌換存在不公平的現(xiàn)象，這些都嚴重影響了學習成果的認定。

3.職業(yè)教育學分銀行認證機構責任主體不明

學分銀行認證機構應當具備公認性和權威性，如果靠行政命令指定高等職業(yè)院校作為認證機構會導致學分銀行的公信度降低。而且高等職業(yè)院校需要承擔為學生建立學習檔案、管理學生數(shù)據(jù)、記錄學習過程等任務，每位學生選擇的課程不同使得培養(yǎng)計劃以及教學內(nèi)容都會千差萬別，高等職業(yè)院校在管理學生數(shù)據(jù)上的工作量會非常大，再由學校承擔認證機構的責任并不合適。

● 基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育學分銀行認證機制構建

1.職業(yè)教育學分銀行系統(tǒng)架構模型

職業(yè)教育學分銀行系統(tǒng)的架構從底層到頂層可以分為三個層級：基礎網(wǎng)絡層、智能合約層、學分應用層?；A網(wǎng)絡層包含區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層的區(qū)塊數(shù)據(jù)、鏈式結構、哈希函數(shù)以及非對稱加密算法，網(wǎng)絡層的P2P網(wǎng)絡機制等，為多節(jié)點分布式網(wǎng)絡提供分布式組網(wǎng)機制、數(shù)據(jù)傳播機制和數(shù)據(jù)驗證機制支持。智能合約層包含區(qū)塊鏈合約層的智能合約以及數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)主要為用戶和學分，該數(shù)據(jù)庫以學分信息數(shù)據(jù)為核心完成架構，通過智能合約進行數(shù)據(jù)驗證以及各類數(shù)據(jù)操作的自動實施。學分應用層主要包含區(qū)塊鏈應用層的可編程教育，通過與智能合約層以及基礎網(wǎng)絡層的對接，實現(xiàn)系統(tǒng)用戶、學分等信息在區(qū)塊鏈上管理維護，從而實現(xiàn)學分數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的可追溯、全透明、防偽造。

2.職業(yè)教育學分銀行系統(tǒng)網(wǎng)絡架構

職業(yè)教育學分銀行系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構模式以區(qū)塊鏈去中心化的特點為基礎，由各高等職業(yè)院校、教育行政管理部門、權威職業(yè)培訓機構等單位構成的節(jié)點組成，每個節(jié)點上鏈時會完成安全驗證和身份識別，每個節(jié)點在區(qū)塊鏈中平等存在，均可以在區(qū)塊鏈上對學分信息和學生用戶信息進行管理和共同驗證，驗證過程均被記錄并保存，信息可以進行自我驗證和管理。

3.職業(yè)教育學分銀行學分認證流程架構

職業(yè)教育學分銀行學分認證主要以學分互認這個關鍵功能實現(xiàn)進行架構，具體功能實現(xiàn)流程如下頁圖所示。

具體步驟為：（1）用戶在學分應用層輸入用戶名稱和公鑰等信息，此處用戶包含學生用戶和單位用戶，單位用戶為各高等職業(yè)院校、政府教育管理部門、權威培訓機構等。（2）基礎網(wǎng)絡層對用戶身份信息進行驗證，驗證失敗則中止流程，驗證成功則可進行下一步流程。（3）用戶在學分應用層發(fā)起“學分互認”合約調(diào)用請求。（4）智能合約層獲取“學分互認”合約調(diào)用請求。（5）基礎網(wǎng)絡層對“學分互認”合約請求進行簽名驗證，驗證失敗則中止流程，驗證成功則可進行下一步流程。（6）智能合約層驗證簽名成功后，進行學分互認操作。（7）智能合約層計算學分互認信息的哈希值。（8）基礎網(wǎng)絡層獲取學分互認信息的哈希值并上鏈。（9）基礎網(wǎng)絡層對哈希值進行共識存儲，并將結果傳輸?shù)街悄芎霞s層。（10）智能合約層驗證共識存儲結果，驗證失敗則中止流程，驗證成功則更新用戶公鑰。（11）基礎網(wǎng)絡層獲取合約操作結果。（12）學分應用層獲取上鏈操作結果。

● 結語

近年來，國家和社會對職業(yè)教育越來越重視，并積極探索職業(yè)本科教育發(fā)展之路，作為解決職業(yè)教育眾多問題的學分銀行也必將發(fā)揮更大的作用。相信隨著信息技術的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術將會更加完善，為解決職業(yè)教育學分銀行中的問題壁壘助力。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.關于做好職業(yè)教育國家學分銀行建設相關工作的通知[DB/OL].http：//www.moe.gov.cn/s78/A07/A07_sjhj/202004/t20200405_439035.html.

[2]Sharples M，Domingue J.The blockchain and kudos：Adistributed system for educational record，reputation and reward[C]//European Conference on Technology Enhanced Learning.Springer，Cham，2016：490-496.

[3]Mikroyannidis A，Domingue J，Bachler M，et al.A Learner-Centred Approach for Lifelong Learning Powered by the Blockchain.EdMedia+ Innovate Learning[C]//Association for the Advancement of Computing in Education（AACE），2018：1388-1393.

[4]Sun H， Wang X， Wang X. Application of Blockchain Technology in Online Education[J].International Journal of Emerging Technologies in Learning，2018，13（10）： 252-259.

[5]李青，張鑫.區(qū)塊鏈：以技術推動教育的開放和公信[J].遠程教育雜志，2017，35（01）： 36-44.

作者簡介：李宣（1988—），男，浙江經(jīng)濟職業(yè)技術學院，碩士，主要研究方向為教育技術應用、多媒體技術應用。

基金項目：2020年浙江經(jīng)濟職業(yè)技術學院青年重點課題“基于區(qū)塊鏈的職業(yè)教育學分銀行認證機制研究”（JKY2020017），主持人：李宣。