產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人背景下的高校區(qū)塊鏈師資培訓(xùn)思考

文成玉，杜 鴻

（成都信息工程大學(xué) 通信工程學(xué)院，四川 成都 610225）

0 引 言

2014 年我國(guó)逐漸開(kāi)始研究區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用，目前區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用已延伸到數(shù)字金融、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個(gè)領(lǐng)域。區(qū)塊鏈與人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G 等新型信息技術(shù)構(gòu)成了數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的底層技術(shù)支撐。2019 年10 月，中共中央政治局在第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2020 年4 月，國(guó)家發(fā)改委首次明確將區(qū)塊鏈納入“新基建”范圍。

目前，我國(guó)區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段，加速區(qū)塊鏈人才的培養(yǎng)已成為大勢(shì)所趨。據(jù)文獻(xiàn)[1]顯示，2020 年企業(yè)對(duì)區(qū)塊鏈人才的需求高達(dá)51.70%。2020 年7 月至2021 年6 月，國(guó)內(nèi)新成立區(qū)塊鏈企業(yè)達(dá)3.7 萬(wàn)家。隨著區(qū)塊鏈企業(yè)數(shù)量的激增，社會(huì)對(duì)區(qū)塊鏈人才的需求呈現(xiàn)井噴式的增長(zhǎng)趨勢(shì)。區(qū)塊鏈相關(guān)人才正面臨巨大的缺口，據(jù)國(guó)際權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)區(qū)塊鏈人才缺口將達(dá)75 萬(wàn)以上。作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，區(qū)塊鏈沒(méi)有前期的學(xué)科基礎(chǔ)，大量的產(chǎn)業(yè)人才需求和師資缺乏是高校區(qū)塊鏈工程專業(yè)要面對(duì)的主要問(wèn)題。本文針對(duì)我國(guó)區(qū)塊鏈行業(yè)人才培養(yǎng)面臨的主要問(wèn)題，探索基于師資培訓(xùn)方式培養(yǎng)區(qū)塊鏈新人才的途徑。

1 區(qū)塊鏈人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

2016年中央財(cái)經(jīng)大學(xué)在全國(guó)高等院校范圍內(nèi)最早開(kāi)設(shè)區(qū)塊鏈課程，2020 年區(qū)塊鏈逐漸成為部分高校專業(yè)的必修課，成都信息工程大學(xué)首獲教育部批準(zhǔn)開(kāi)設(shè)區(qū)塊鏈工程本科專業(yè)。截至2021 年，國(guó)內(nèi)超過(guò)40 家高校開(kāi)設(shè)了區(qū)塊鏈專業(yè)或課程。課程主要包括區(qū)塊鏈原理、共識(shí)算法開(kāi)發(fā)、智能合約開(kāi)發(fā)、區(qū)塊鏈應(yīng)用開(kāi)發(fā)、區(qū)塊鏈算法、區(qū)塊鏈平臺(tái)開(kāi)發(fā)、區(qū)塊鏈虛擬機(jī)等，清華大學(xué)、中央財(cái)經(jīng)大學(xué)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)眾多高校也都開(kāi)設(shè)了區(qū)塊鏈相關(guān)的課程，像區(qū)塊鏈與密碼學(xué)、區(qū)塊鏈與智能經(jīng)濟(jì)等。

除了在校內(nèi)開(kāi)設(shè)課程外，高校還通過(guò)設(shè)立實(shí)驗(yàn)室或者創(chuàng)新中心加強(qiáng)“產(chǎn)學(xué)研”之間的交流與合作，幫助學(xué)生掌握區(qū)塊鏈相關(guān)的理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)室由校方教師與企業(yè)高管共同管理，合作的企業(yè)大多為區(qū)塊鏈頭部公司，與高校合作建立實(shí)驗(yàn)室，如北京眾享比特與南京大學(xué)、比特大陸與清華大學(xué)的合作。

此外，火幣中國(guó)與慧科集團(tuán)聯(lián)合成立“火幣區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)學(xué)院”和“火幣區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室”，共同探索區(qū)塊鏈專業(yè)的人才培養(yǎng)新范式，推進(jìn)區(qū)塊鏈領(lǐng)域的產(chǎn)教融合。這是區(qū)塊鏈專業(yè)人才培養(yǎng)的一個(gè)基本方向。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)體系分析

區(qū)塊鏈（Blockchain）是一種由多方共同維護(hù)，使用密碼學(xué)保證傳輸和訪問(wèn)安全，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)一致存儲(chǔ)、難以篡改、防止抵賴的記賬技術(shù)[2-4]。區(qū)塊鏈綜合了信息存儲(chǔ)和傳輸、信任機(jī)制和底層算法，已初步形成了包含硬件和基礎(chǔ)設(shè)施、底層技術(shù)、上層應(yīng)用和安全服務(wù)在內(nèi)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)[5]，如圖1 所示。

圖1 區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)設(shè)施層提供硬件或網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)體系。區(qū)塊鏈底層數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用基于底層存儲(chǔ)方式，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為靈活，可以結(jié)合文件系統(tǒng)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)等存儲(chǔ)方式。

協(xié)議層通常采用P2P 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)機(jī)制，結(jié)合各類密碼學(xué)安全機(jī)制和共識(shí)機(jī)制、時(shí)序機(jī)制，為上層應(yīng)用構(gòu)建對(duì)等、安全、信任的網(wǎng)絡(luò)和通信基礎(chǔ)。

擴(kuò)展層通過(guò)調(diào)用協(xié)議層功能組件，可以提供多元化的服務(wù)和訪問(wèn)。比如，開(kāi)發(fā)者可在上層應(yīng)用和底層技術(shù)機(jī)制之間，以可執(zhí)行代碼的方式，為用戶實(shí)現(xiàn)復(fù)雜業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化；或是通過(guò)設(shè)置激勵(lì)/懲罰機(jī)制，規(guī)范區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)自身存儲(chǔ)和計(jì)算資源，共同推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的高效運(yùn)行[5]。

應(yīng)用層則是區(qū)塊鏈技術(shù)在不同行業(yè)領(lǐng)域的各類場(chǎng)景和案例中應(yīng)用的最直接體現(xiàn)。相比于其他層次，應(yīng)用層最直觀地體現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值[5]。

區(qū)塊鏈專業(yè)知識(shí)與能力培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu)涉及以下3 個(gè)方面：

（1）基礎(chǔ)理論：區(qū)塊鏈工程本質(zhì)是多學(xué)科交叉的新學(xué)科，計(jì)算機(jī)知識(shí)仍然是其理論基礎(chǔ)。區(qū)塊鏈主要涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)空間與信息安全、通信工程等多個(gè)學(xué)科專業(yè)的理論與技術(shù)，其核心技術(shù)涉及密碼學(xué)、分布式系統(tǒng)與存儲(chǔ)、信息安全、P2P 網(wǎng)絡(luò)等理論基礎(chǔ)。同時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)中還包含大量的新概念、新理論，且都是理解和掌握區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)。

（2）技術(shù)實(shí)現(xiàn)：區(qū)塊鏈作為一種架構(gòu)應(yīng)用，其協(xié)議層包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、加密簽名、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分布式算法等，應(yīng)用層也需要提供區(qū)塊鏈瀏覽器、錢包等基礎(chǔ)應(yīng)用。這些就涉及到區(qū)塊鏈專業(yè)特有課程，如區(qū)塊鏈原理（區(qū)塊鏈底層開(kāi)發(fā)）、共識(shí)算法原理與實(shí)現(xiàn)、區(qū)塊鏈應(yīng)用開(kāi)發(fā)、區(qū)塊鏈算法、區(qū)塊鏈平臺(tái)開(kāi)發(fā)、區(qū)塊鏈虛擬機(jī)等。在擴(kuò)展層，區(qū)塊鏈技術(shù)可以對(duì)接各種應(yīng)用，涉及相關(guān)行業(yè)應(yīng)用課程，比如金融、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全、版權(quán)保護(hù)、電子商務(wù)、教育就業(yè)等。

（3）開(kāi)發(fā)環(huán)境：區(qū)塊鏈?zhǔn)嵌囗?xiàng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的新應(yīng)用模式，有其自身的復(fù)雜性。智能合約可以選擇不同的語(yǔ)言，如Solidity、JAVA、Python、JavaScript、GoLang、PHP、C++、Ruby、Rust 等；同時(shí)，也可以選擇不同的語(yǔ)言開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用，如JAVA、Nodejs、Go、Python 等，個(gè)別應(yīng)用對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境依賴較大。因此，區(qū)塊鏈應(yīng)用的開(kāi)發(fā)工具與環(huán)境，也是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。

（4）項(xiàng)目實(shí)踐：目前，全球已有很多區(qū)塊鏈產(chǎn)品，有些優(yōu)秀的開(kāi)源產(chǎn)品和項(xiàng)目實(shí)踐是最好的學(xué)習(xí)研究資料，如微眾銀行主導(dǎo)的開(kāi)源產(chǎn)品FISCO BCOS，在國(guó)內(nèi)得到了較好的應(yīng)用。

3 校企合作開(kāi)展師資培訓(xùn)的必要性

從區(qū)塊鏈技術(shù)體系結(jié)構(gòu)可以看出，區(qū)塊鏈結(jié)合理論基礎(chǔ)、技術(shù)和實(shí)踐，對(duì)工程實(shí)現(xiàn)能力有非常高的要求。同時(shí)，區(qū)塊鏈已被廣泛應(yīng)用到金融、司法、政務(wù)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、跨境數(shù)據(jù)流通等諸多行業(yè)或領(lǐng)域。一般情況下，企業(yè)更傾向選擇具有技術(shù)研發(fā)和學(xué)術(shù)研究等綜合能力的人才，同時(shí)還要熟悉行業(yè)知識(shí)。

鑒于此，目前高校對(duì)于區(qū)塊鏈人才也注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐緊密結(jié)合。一方面是從實(shí)踐中來(lái)，從相對(duì)成熟的行業(yè)案例中總結(jié)理論；另一方面是要到實(shí)踐中去，不斷在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中檢驗(yàn)學(xué)術(shù)創(chuàng)新的成果。

目前，區(qū)塊鏈教學(xué)與計(jì)算機(jī)專業(yè)課程深度融合，并與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿信息技術(shù)深度融合。區(qū)塊鏈專業(yè)的師資主要來(lái)自計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)，且大多數(shù)教師具有博士學(xué)歷，都具有深厚的理論學(xué)識(shí)，他們最缺乏的就是與行業(yè)結(jié)合的工程開(kāi)發(fā)經(jīng)歷，不能適應(yīng)“新工科”背景下對(duì)高素質(zhì)復(fù)合型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)需求[6]。因此，產(chǎn)教融合的師資培訓(xùn)也就成為解決區(qū)塊鏈專業(yè)教師資源短缺的一個(gè)有效途徑[7]。

4 校企合作開(kāi)展區(qū)塊鏈師資培訓(xùn)的教學(xué)實(shí)踐

4.1 培訓(xùn)思路

開(kāi)展師資培訓(xùn)是為提升教師實(shí)踐教學(xué)能力，需要選擇滿足教學(xué)需求的培訓(xùn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)與教學(xué)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，這樣可以有效地幫助教師的教學(xué)實(shí)踐。

目前高校區(qū)塊鏈工程專業(yè)的課程可以劃分為：通識(shí)課程，計(jì)算機(jī)編程的基礎(chǔ)課程，區(qū)塊鏈相關(guān)的密碼學(xué)、分布式系統(tǒng)等專業(yè)基礎(chǔ)課程，以及與區(qū)塊鏈底層開(kāi)發(fā)和智能合約部署等實(shí)踐相關(guān)的專業(yè)課程。由此可以看出，作為區(qū)塊鏈工程專業(yè)的師資，本身已具備深厚的理論知識(shí)。師資培訓(xùn)應(yīng)著重結(jié)合符合行業(yè)特點(diǎn)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)踐，由企業(yè)工程師負(fù)責(zé)技術(shù)講解和實(shí)操講解；在進(jìn)行相關(guān)的理論講解后，結(jié)合具體案例進(jìn)行理論實(shí)踐，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。

4.2 培訓(xùn)內(nèi)容

區(qū)塊鏈實(shí)踐項(xiàng)目是一個(gè)基于業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。從業(yè)務(wù)場(chǎng)景分析，到合約的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，以及如何部署到區(qū)塊鏈，最后到實(shí)現(xiàn)應(yīng)用模塊時(shí)對(duì)區(qū)塊鏈上合約的調(diào)用訪問(wèn)。

將整個(gè)培訓(xùn)過(guò)程按照以下3 個(gè)步驟進(jìn)行：

（1）搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境：應(yīng)用程序需要和網(wǎng)絡(luò)交互，所以需要一個(gè)智能合約和應(yīng)用程序使用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。開(kāi)發(fā)環(huán)境是區(qū)塊鏈平臺(tái)、分布式存儲(chǔ)和智能合約/應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具的有機(jī)結(jié)合，需要掌握區(qū)塊鏈原理與技術(shù)、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)原理與技術(shù)、分布存儲(chǔ)理論、網(wǎng)絡(luò)信息安全等知識(shí)。

（2）智能合約開(kāi)發(fā)：區(qū)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(lǐng)域的青睞。例如，商業(yè)票據(jù)、資產(chǎn)管理等場(chǎng)景。在區(qū)塊鏈上進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)時(shí)，結(jié)合業(yè)務(wù)需求，首先需要設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的智能合約，確定合約需要儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上確定智能合約對(duì)外提供的接口，最后給出各個(gè)接口的具體實(shí)現(xiàn)。之后，需要將智能合約編譯成ABI 和BIN 文件部署至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)應(yīng)用需要部署和調(diào)用合約時(shí)，可以調(diào)用對(duì)應(yīng)合約方法，傳入指定參數(shù)即可。這樣可以極大簡(jiǎn)化用戶開(kāi)發(fā)應(yīng)用的代碼。

（3）應(yīng)用程序和智能合約交互：在應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，首先將編譯好的合約引入項(xiàng)目中，然后開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)邏輯，使用合約對(duì)象調(diào)用對(duì)應(yīng)的接口與智能合約交互，返回處理結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序（如數(shù)字錢包）訪問(wèn)智能合約。

4.3 與行業(yè)結(jié)合

目前，校企合作已經(jīng)從早期的技術(shù)共研轉(zhuǎn)到人才共育的深度融合[8]。區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在數(shù)字金融、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理等諸多領(lǐng)域。這種形勢(shì)下就要求學(xué)生扎實(shí)掌握專業(yè)知識(shí)，并且能夠?qū)⒗碚撝R(shí)結(jié)合行業(yè)的實(shí)踐；要求教師具備區(qū)塊鏈技術(shù)在相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用背景，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生理解區(qū)塊鏈技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用，有很好的促進(jìn)作用。因此，高校通過(guò)與具有行業(yè)特色的企業(yè)合作，結(jié)合企業(yè)資源優(yōu)勢(shì)開(kāi)設(shè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，是實(shí)現(xiàn)教師行業(yè)能力培訓(xùn)的一個(gè)重要途徑。

4.4 培訓(xùn)安全意識(shí)

隨著區(qū)塊鏈的應(yīng)用場(chǎng)景不斷增多，相關(guān)安全事故頻出，并呈現(xiàn)加速增長(zhǎng)趨勢(shì)。在2021 年，區(qū)塊鏈相關(guān)行業(yè)發(fā)生的安全事件多達(dá)332 起，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響[9]。因此，區(qū)塊鏈應(yīng)用安全不可忽視。

雖然區(qū)塊鏈技術(shù)集合了密碼學(xué)、分布式存儲(chǔ)等多項(xiàng)安全控制技術(shù)使區(qū)塊鏈底層技術(shù)日趨成熟，但合約實(shí)現(xiàn)規(guī)范還沒(méi)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(dān)當(dāng)著資金載體和運(yùn)行邏輯的角色，這使得越來(lái)越多黑客將目標(biāo)瞄向該領(lǐng)域。除了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)以外，區(qū)塊鏈與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合的進(jìn)程中也存在合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)和投機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)此，需加強(qiáng)對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的引導(dǎo)和規(guī)范以及對(duì)區(qū)塊鏈安全風(fēng)險(xiǎn)的研究和分析，密切跟蹤其發(fā)展動(dòng)態(tài)，積極探索建立安全保障體系，更大地提升群體安全意識(shí)，推動(dòng)區(qū)塊鏈安全有序發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)國(guó)務(wù)院和教育部大力推動(dòng)產(chǎn)教融合、協(xié)同發(fā)展，面向產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)人才的戰(zhàn)略部署，高校和企業(yè)充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)與高校合作，開(kāi)展符合高校課程建設(shè)和教師教學(xué)實(shí)踐需求的師資培訓(xùn)，用培訓(xùn)成果指導(dǎo)教師的教學(xué)實(shí)踐，為區(qū)塊鏈新人才提供真正有意義的培訓(xùn)與教學(xué)實(shí)踐。同時(shí)，通過(guò)建設(shè)具有行業(yè)特點(diǎn)的區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)學(xué)院和實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，建立完善人才培養(yǎng)體系和教師發(fā)展理念[10-12]；加快培養(yǎng)既熟悉區(qū)塊鏈底層技術(shù)和區(qū)塊鏈架構(gòu)，又熟悉行業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的復(fù)合型高級(jí)專門人才，從而創(chuàng)建良好的區(qū)塊鏈新人才生態(tài)。