区块链技术在高校教学管理中的应用

张润

摘 要： 改革开放新时期，高校教学管理面临一些新情况，如内部部门众多，多条线管理，沟通效率有待提高，对学生信息掌握不够充分，不利于培养合格毕业生;教育资源利用率低等。近年来，区块链技术发展迅猛，并广泛应用于众多行业。鉴于区块链具备的分布式对等结构、信息透明、不可篡改伪造、数据可追溯等技术特征，本文探讨在高校教学管理中利用区块链技术，全面掌握学生信息，为学校其他相关工作奠定良好基础，实现校企合作，优化管理，提高效率。

关键词： 区块链技术;高校管理;教育改革

一、高校教学管理工作面临的制约

近年来，中国改革开放不断深入，经济快速发展，社会经历深刻变革，中国高等教育随之步入快速发展阶段，不仅院校数量不断增长，办学质量也稳步提高。新形势下，不少高校积极探索，锐意创新，结合地方与自身情况，走出了富有特色的办学之路，取得了一系列成果。

与此同时，遇到的一些困难与问题，成为制约发展的不利因素。

1.教学与行政分离，多条线管理，内部沟通成本高。

高校围绕教书育人、向社会输送人才这一核心任务和目标，按照教学与行政功能不同设置部门。既在各自职能分工范围内独立开展工作，又在功能交叉时相互配合，协作完成相关工作。为了提高工作效率，很多高校部署了办公自动化系统（OA），还有针对单独的事务上线单独的工作系统。这些系统在一定程度上满足了高校工作需求，提高了办公效率。但仍然存在多系统并存以及系统间接口不统一、不能互通、难以共享基础信息的问题。即使在OA系统内，往往也是某一功能模块只针对特定条线或部门设计开发，仅能满足条线功能。不同条线部门在系统中事实上是独立分裂的。

2.对学生信息掌握不够充分，不利于培养合格毕业生。

学生是高校的核心“产品”，学校的目标是在两三年内，通过课堂教学、实践操作、实地实习等多种方式和途径，提高学生的基础能力和业务能力，使学生毕业时具备满足用人单位要求的素质与能力。为此，学校应掌握学生学习期间各个阶段的情况。目前，学校对学生的掌握主要包括在档记录和教师对学生的了解。在档记录指学生在学校的纸质档案和电子信息记录，例如个人基础信息、家庭情况、中小学档案、在校各学期考试情况等。这些记录分散在不同介质和系统中，往往不相互联通。教师对学生的了解是指教师对学生的学习状况、思想状况、精神状况等方面的了解与判断，通常是教师的主观行为，不记录在档。可以认为，目前高校对学生的掌握是分散的、局部的、片面的，不利于全面精准了解学生情况，从而有针对性地解决学生面临的问题;不利于全面了解教学中存在的问题，及时调整和完善教学计划和方式;不利于用人单位客观了解高校业生情况，可能对聘用、定岗、定薪等产生误导，导致人力资源使用偏差与浪费。

3.教育资源利用率低。

高校的软硬件资源通常只供本校师生员工使用，例如，教师只在本校从事教学工作，电子课程等信息资源只供本校学生学习使用。当面临新的教学需求时，财务状况较好的学校往往倾向于增设相关教学职能部门或岗位，而财务较为窘迫的学校则更倾向于挖掘现有教育资源潜力，从现有教师队伍中选择研究方向与能力相对接近该需求的教师担任教学工作。前者需要占用大量财务、人力、场所等方面的资源，后者可能出现不能满足教学需求、实现不了培养目标的状况。

以上问题如不能顺利解决，将对高校的发展形成制约。

二、区块链技术简介

1.区块链技术概况。

中本聪于2008年发表论文，介绍了电子货币“比特币”及其算法[1]。比特币的核心技术是区块链技术。2009年比特币系统中的首个区块产生，比特币系统正式开始运行，自此，比特币及区块链技术吸引了世界范围内技术及资本的目光，多个仿比特币项目陆续上线，众多基于区块链技术的平台、公司、组织诞生，区块链技术如雨后春笋般遍布全球，掀起信息技术革新的浪潮，被广泛应用于金融、医疗、公共服务与管理等众多领域。

区块链本质上是应用密码学的记账网络系统，以分布式为主要特征，在区块链系统中发生的所有交易都由网络中的各个节点参与确认和维护，通过共识机制保证交易与信息的安全和有效，使用链式结构与Hash算法保证数据不可篡改，使用智能合约以拓展系统应用，通过时间戳、奖励机制等方式确保系统在无须干预下实现可追溯和稳定运行。区块链以技术手段解决了信任问题，极大程度上确保了系统信息的安全性，并以此为基本达到了提高系统工作效率的效果。

2.区块链主要技术特征。

区块链技术具有以下主要技术特征[2]：

（1）分布式网络结构。区块链系统包含多个节点，各节点间按照一定机制共同运作，共享资源。系统中数据的验证、存储、传输等过程都无须中心机构或第三方机构，所有节点之间无须依赖中心节点即可自由通信、共享和交換信息，数据存储在所有节点上。

（2）信息透明。区块链系统中各节点信息都可以在权限范围内相互读取，所有事务记录都会传输到其他节点，信息传递遵循透明的共识机制和规则。区块链系统整体上公开透明。

（3）不可篡改伪造。区块链系统采用Hash算法和非对称加密等技术对数据进行加密，又采用奖励机制、共识机制等方式保证数据不可篡改伪造。

（4）数据可追溯。区块链系统中的数据以链式结构储存，前后区块都以哈希值链接，保证数据可追溯。

3.区块链核心技术要素[3]。

区块链技术并非一种独立的创新技术，而是由多个技术要素共同构成的，是一种技术设计和组合上的创新。核心技术要素主要包括：

（1）分布式网络

区块链系统采用对等网络（P2P）进行组网，各节点既向系统提供资源，又可从系统中获取资源，每个节点地位相同，拥有相同的网络权力，所有节点间通过协议传输和交换信息，无须中心机制参与。

（2）加密机制

区块链系统采用Hash算法存储数据，保证了数据的安全性，数据一旦被加入系统中，就不能更改，或者必须达到系统中51%及以上节点的同意方可更改，从成本角度使得更改不可接受。区块链系统还采用公钥密码算法对信息进行加密，如果没有对应的私钥，则无法解密，信息安全得到保证。

（3）共识机制

在分布式系统中，不设置传统的处于支配指挥协调地位的机构，各节点地位对等，但须设置合适的制约和沟通机制，否则信息传输、交换可能出现问题。为此，区块链系统引入共识机制解决这一问题，实现分布式系统中节点一致性目标。目前常见的共识机制包括：工作量证明（PoW， Proof of Work）、权益证明（PoS， Proof of Stake）、授权股权证明（DPoS， Delegated Proof of Stake）等[3]。

（4）智能合约

部署在区块链系统中的智能合约是指能够自动执行预设条款的自动化程序，可以实现系统中允许的动作和功能，包含传递信息、以系统token形式进行交易等。当智能合约约定的条件达到或环境产生时，将触发并自动执行相应的合约条款，在执行过程中，任何参与方都无法阻碍智能合约的自动执行[3]。

三、应用区块链技术解决高校教学管理中存在的问题

国家高度重视利用新兴科学技术特别是信息技术促进教育发展。2018年4月，教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》[5]，2019年2月，中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》[6]，显示了国家推进教育信息化现代化的决心。区块链技术是信息化的重要组成部分和重点发展方向。基于区块链技术的上述特性，为解决高校在教学和管理中遇到的问题，提高工作效率和精确度，可以适当采用区块链技术，部署教学管理区块链系统。该系统为统一的多功能系统，全面采集学校在教学与管理过程中产生的各项数据与信息，根据实际教学与管理部门划分与职能分工，在系统中划分为不同模块，实现模块间的信息共享与通信，实现各类事务处理功能。

1.全面掌握学生信息，为学校其他相关工作奠定良好的基础。

除了学生的各类考评结果信息之外，还可以采用一定的标准和技术手段将学生在校期间的各类信息与数据数字化，并输入区块链系统中，包括课堂表现、性格特征、形象气质、兴趣特长、心理素质、学习进展、活动轨迹、社交范围、实践能力等。这些信息真实可靠，不能篡改，形成了该学生的全面画像。根据这些信息，学校可以实时掌握学生的情况，有针对性地调整教学模式、方法、进度等，最大限度地发扬每一个学生的特长，补齐短板，提高学生的成材率。

2.实现校企合作，实时双向反馈。

以往的校企合作，通常采用派遣学生实习、就业后问卷调查等形式，合作内容简单，工作模式简略。部署区块链系统后，可以在重点合作用人单位部署节点，用人单位节点录入经营财务信息、对人才的要求、往届录用人员工作状况等信息，这些信息与教学管理信息，根据节点权限，分层分享。用人单位可以在权限范围内实时了解在校学生的学习、素质能力、心理性格等各类情况，可以更加高效精准地选拔合适的人到用人单位工作。对于学校而言，一方面可以提前获知各用人单位的用人需求，适时调整教学，提高学生的就业率。另一方面可以了解企业的情况，掌握就业市场状况，有针对性地安排学生就业[4]（56-57）。

3.优化管理，打通渠道，提高效率。

教学管理区块链系统将打破传统条线隔阂，实现部门条线之间信息共享与交换，为管理层更加快捷高效准确地提供更为有价值的信息，极大地提高决策效率。各类行政事务、教学事务形成的资料将作为系统的基础信息之一，由系统参与者在其权限内共同使用，部门之间的沟通更为通畅，校务处理效率得到提高。

另外，在教学管理区块链系统中适当应用智能合约功能，可显著提高办公效率。例如可以开发学生期末综合评价考核智能合约，将考核要素细分至每一个变量，并予以分级，变量通常包括课堂出勤情况、课堂问答情况、单元测验情况、期中期末考试成绩等分项，每一个分项在完成后即可录入系统，将所有分项录入后，智能合约达到触发条件，自动产生学生的综合评价考核结果。再如工资发放、课题费用结转等财务事宜，也可开发相应的智能合约，只要达到触发条件（例如提交发票清单、论文发表等）即可自动办理。在此举的例子比较简单，相信随着系统的实际部署与应用，会发现更为广泛深入的智能合约应用场景。

4.共享教育资源，提高利用效率。

中国经济与社会高速发展，毕业生面对的用人需求随之不断发生变化。为适应这一情况，高校必须经常改革或新增教学内容。为此，通常通过四种途径实现：一是增设教学部门与岗位，这种方式教学效果最好，但成本最高;二是挖掘现有员工教学潜力，通过一定的培训达到上岗要求，这种方式可以节约成本，但时效性差，而且会影响现有教学秩序;三是从外部临时聘请人员，通过较少的费用支出快速实现教学目标，虽然该种方式缺乏系统性，不利于长远人才培养，不失为一种灵活便捷的措施;四是以合作办学的方式，发挥合作双方教学与资源优势，针对新的用人与教学需求，设置专职部门与人员，以相对较低的成本投入，获得较高的产出效益（即培养出满足社会新需求的毕业生）。上述四种方式各有优劣，相对而言，合作办学方式适用性更强，投入产出比更高。为此，高校可以在合作单位设置区块链系统节点，或者如果对方已上线区块链系统，就可以以联盟链形式互通双方系统。在系统中及时准确获取、记录相关人员的教学、实习等详细信息，及时更新合作项目进展。双方管理层可以实时掌握合作项目进展情况。

四、结语

中国社会经济快速发展，用人单位的用人需求不断变化。在新形势下高校教学与管理面临一些问题。近年来区块链技术不断发展，基于其所具备的分布式对等结构、公开透明、信息不可篡改伪造、数据可追溯等技術特性与功能，区块链技术已在众多领域得到广泛应用。将区块链技术应用于高校教学与管理，可以全面掌握学生信息，真正打通校企合作渠道，优化学校管理，共享教育资源，提高工作效率。

参考文献：

[1]林大雁.区块链改变世界：步入区块链+新时代[M].北京：中国纺织出版社，2019.

[2]毕伟，雷敏，贾晓芸.区块链导论[M].北京：北京邮电大学出版社，2019.

[3]朱建明.区块链技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2017.

[4]张世龙，齐琳.区块链技术在推动高校教育变革中的应用[J].黑龙江科学，2019（5）.

[5]教育部.关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].（2018-04-18）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[6]中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》[EB/OL].（2019-02-23）.http：//www.gov.cn/zhengce/2019-02/23/content_5367987.htm.