基于联盟链的高校教学质量评价方式的设计与研究

郑艳娟，陈 刚

（河北金融学院，河北 保定 071051）

0 引言

以联盟链作为基础设施来构建高校教学质量评价体系。首先，联盟链作为底层数据共享平台，可打通高校内与教学评价相关的多个系统的“数据孤岛”，实时共享多维度、可相互验证的数据；其次，联盟链作为多中心的区块链模式，其不可篡改的数据存储方式可为教学质量评价提供真实可靠的数据存储方案；再次，通过设计联盟链的共识机制、激励机制，可促使学生、督导、同行教师等多种角色参与教学评价，且各方尽可能提供更真实客观的数据；最后，在联盟链上编写智能合约，将教学质量评价各项指标数据按照既定模型，自动、随时生成评价结果，及时反馈给各参与方[1]。

高校教学质量评价应该是教师、学生、督导教师多角色共同参与，教、学、评活动同步进行的统一过程。使用联盟链构建教学评价质量体系的信息基础设施，可通过其数据不可篡改、数据共享、共识机制、智能合约、激励机制等保证数据的及时、全面、客观、可靠，以促进教学质量评价的真实有效。

1 传统教学质量评价体系的问题

随着高等教育的快速发展，面对市场经济的激烈竞争，高校始终要把培养高层次、高素质、高质量人才作为立校之本，要把提高教学质量作为学校生存和发展的关键。其中一个重要的环节就是对教学的评价，公正客观、全面、及时的教学质量评价能够维护教师做好教学工作的积极性，对教学质量的提升具有正向的引导作用[2]。

而教学活动本身是教师、学生共同完成的复杂过程，影响教学效果的因素很多，教学方法也因人而异、因地制宜。对教学活动的评价既要有定性的分析、又要有数据的量化，因此做好教学质量评价也是项复杂工程。传统的教学质量评价体系主要体现在教师自评、学生评价、同行教师（督导）评价等方面，而评价活动依赖于多个系统的子功能，比如学生对教师的评价功能可能集成在成绩系统或选课系统中。在这种情况下，鉴于时间成本、工作量成本的限制，往往采用期中抽检、期末调查问卷的形式进行，其存在的问题在于：（1）过程监测弱，教学本身存在的周期特性导致采用调查问卷或者抽检的形式并不能反映出过程的全貌以及真实性，缺乏对教学质量评价的及时性和全面性；（2）数据主观性问题，教学质量评价的事实效果更靠近考核，而不是对教学效果的动态监测和改进，评价数据可能存在一定程度的主观性问题；（3）学生主体参与度有待提升，高校往往存在教、学、评分离的情况，学生往往被动地、形式化地参与教学质量评价过程，其评价活动也限于期末某特定时间段。因为教学质量评价并未存在一种激励学生主动参与的机制，导致传统评价方式下学生评价结果数据量较小、周期较短、数据波动较大。作为教学的主体对象，学生需要有一种激励方式使其能够主动、持续、客观地参与教学质量评价[3]。

2 区块链作为教学质量评价体系基础设施的可行性分析

区块链是一种分布式的记账技术，具有去中心化、数据防篡改、激励机制、共识机制、隐私可控、智能合约等特性，能够解决数据孤岛、去中心化的信任等问题，是目前新技术的一个研究热点。一般认为区块链存在的特征如下：（1）去中心化，区块链是不依赖于单一中心的系统，区块链系统可根据其需要来设置多个中心，实现多中心模式，提供参与者节点相互信任的基础；（2）公开账本，账本可访问性的公开，能使得账本上记录的数据得到多方的参与验证；（3）数据维护多方参与，区块链上的数据可以由利益不同的多方参与写入，共同维护，对数据的验证也由多方共同按照约定进行；（4）数据不可篡改，通过数据的分布式存储、时间戳等机制，使得区块链上的数据具备最大限度的不可篡改性，这是当前区块链被普遍关注的特征之一；（5）共识机制，区块链是一个历史可追溯、不可篡改、解决多方信任的分布式系统，这些特性的实现需要解决分布式的数据记录的一致性问题，解决数据一致性问题采用的方案是共识机制，目前流行的包括PoW和PoS共识机制；（6）智能合约，智能合约指的是具备智能的、可自动执行的合同、约定或协议。区块链上的智能合约可以使用区块链的特性，对合约参与者的身份进行验证、对合约提供不可篡改的保障、对合约的执行提供在没有第三方的情况下的可信交易。

建立高校的教学质量评价体系离不开信息系统的建设，其关键在于多维度数据的采集、共享、处理，采用区块链作为底层信息基础设施可有效解决其信息系统建设过程中的多个问题。

（1）数据共享与集成问题。由于高校教学质量评价体系的数据采集通常来自多个独立的系统功能，需要涉及多系统的数据集成以及多系统的协调问题。使用区块链作为底层数据共享平台，各系统将与教学质量评价相关的数据推送到区块链上，通过共识机制可达成多系统的数据集成和协调。

（2）数据可信问题。由于上链的数据具有不能篡改、可追溯的性质，且数据上链后，其他节点可随时访问，这对数据生产者形成了较大的压力，可约束教学质量评价者提供更加真实、客观的评价数据。采用区块链作为教学质量评价体系的基础设施，可在一定程度上提升数据的可信度。

（3）数据自动化处理问题。伴随教学评价数据的产生，评价结果也在随时生成。由于及时的反馈是随数据产生的，在区块链上通过设计智能合约，使符合预设条件的评价数据触发相应的动作，可达到及时反馈、预警的效果。

3 应用联盟链的设计方案

以联盟链作为高校教学质量评价体系的基础设施，逻辑上可以将联盟链作为共享数据库，同时加入智能合约、激励机制等特色的功能。在联盟链的基础上，可接入与教学质量评价相关的多个系统。每个系统通过API与联盟链进行数据和智能合约的交互。应用这样的架构方案，能够达成更好的教学质量评价效果，主要有以下优势。

3.1 数据防止篡改，区块链替代传统数据库作为数据存储载体

教学质量评估的过程型数据和结果型数据，都具有很强的真实性和回溯性，使用传统数据库进行存储具有一定的人为篡改的可能。使用区块链替换传统的数据库作为底层的数据存储方式，可以最大限度地防止数据的篡改。

3.2 以区块链公钥私钥体系建立教学质量评价应用生态身份认证机制

教育质量评价过程由多方参与，往往由多个子系统组成，比如教师教学自评系统、学生打分系统、督导打分系统、教学过程管理系统、教学资源共享系统、学生成绩管理系统等，这些系统产生的数据分别作为教学质量评价的各种指标来源，以不同的权重参与对教学效果的评估。各种系统首先需要具备注册登录功能，即身份认证，使用区块链的公钥私钥来解决各个系统的身份认证机制，具有以下好处：（1）更安全的身份认证保护，个人密码不再由各个系统方管理；（2）更统一的身份认证机制，一套公钥私钥，多种系统使用；（3）完备的数据验证方式，通过数字签名技术，使得用户写入的数据具备更高的可信度；（4）可管理的用户权限及数据权限。

3.3 设计共识机制算法，约束多方进行诚信数据的写入

教学质量评估的最原始数据源于学生与教师，学生与教师在生成这些数据时，不管是以问卷的形式还是第三方打分的形式，都存在主观作假的可能。主观作假需要能够被检测、被验证、被惩罚。可以设计写入数据的共识机制，来预防数据的主观作假，通过激励机制来惩罚作假。

比如，学生在写入课堂评价数据时，可以设置一些统计性指标，只有在该学生群体写入的数据统计有效范围内，才允许学生数写入数据；并且根据写入数据与最终统计数据之间的差别来进行权重系数的调整；权重系数可以作为学生可信度的一个属性。包括3点：（1）只有符合采样样本统计规律的才是有效数据，才被鼓励写入（相信大多数人的话，大多数人说的才是真实的）；（2）只有更多写入有效数据的，才具备更高的可信度（一直说真实的话的人更可信）；（3）更高可信度主体写入的数据，具备更高的有效系数（可信程度更高的人说的话，更有可能是真话）。

3.4 建立教学评价激励token生态，激励学生与教师积极参与教学质量评估

真实记录教学过程的、对教学质量评价有益的行为应该予以鼓励，这种行为就是各种数据的写入，或者称为记账。在一般的区块链系统中，记账的过程既是挖矿的过程，也是激励产生的过程；只有存在激励，才能吸引人去挖矿，才能吸引人去记账。 教学质量评价体系由多种应用组成，每一种应用都或多或少涉及学生和教师的利益。对利益的追逐有正向和负向两种形式。通过共识机制来约束作假负向行为的产生，同时还应该设计激励机制来鼓励正向活动进行。 对学生教师关于教与学过程的每一次有效数据写入，都应该予以一定的通证token奖励。学生的token可以以一定形式参与学生的成绩、绩点、评优等过程；教师的token可以参与教师的绩效考核、评职称等过程。不管token以什么形式存在、可以参与什么活动，只要能对学生和教师形成激励，就能转起正向的轮子，使得教学质量评价的各项指标自主地运行。

3.5 应用智能合约，对教学过程进行动态监测，及时反馈

通过智能合约可以将教师的教学过程、学生的学习过程、教学质量评价过程进行有机的融合。教学质量评价过程，应该伴随于教与学的过程，过程即结果，教与学发生了，教学质量评估结果也应该随之生成；只有及时地生成质量评估结果，才能进行及时地反馈，才能对教与学的过程进行及时动态的改进，实现教、学、评三位一体。

4 结语

区块链已成为国家发展战略，具有数据不可篡改、分布式记账、共识机制、智能合约等特性，可构建可信、多系统协同的信息化基础设施。本文应用区块链中的联盟链技术，对高校教学质量评价体系进行了设计，促使学生尽可能主动地、全周期地参与教学评价，并通过智能合约使得评价及时进行反馈，以达成教、学、评3个过程的同步进行。