刘梦君 许明雪 宗敏 杨兵
摘要:新高考改革是素质教育导向下,为推动高考招生上中下游的学、择、招一体化公平、公正、科学管理,实现科学、高效、高水准选才的重大机制变革。一体化对信息的管理和流通提出了更高的要求,而区块链技术因具有去中心化、自信任、可追溯等数据安全保障特点,可较好适用于新高考改革过程中的信息管理工作。該文首先从数据管理视角梳理了新高考改革中信息管理和流通的三大问题:学生学习信息科学管理难、学生填报志愿理性决策难、高校招录学生正确选才难。随后,有针对性地提出了区块链技术助力新高考改革解决上述问题的现实措施。最后,该文分析了区块链技术在新高考改革中数据管理工作上应用的挑战,给出了相应的持续发展方向及建议。该文从区块链技术促进高招信息科学管理和高效流通视角出发,探究健全新高考整体治理体系,增进各部门协调沟通,为促进科学、公平、高效选才提供一定借鉴参考。
关键词:新高考;信息管理;信息流通;区块链;数据安全
中图分类号:G434
文献标识码:A
一、引言
国务院于2014年启动的考试招生制度改革,简称“新高考”,旨在建立中国特色教育考试招生制度,形成分类考试、综合评价、所愿录取的考试招生模式,健全促进公平、科学选才,监督有力的体制,构建衔接各级各类教育,认可多种学习成果的终身学习“立交桥”[1]。新高考政策背景下,高校录取不再依据单一的高考分数,而是综合考虑了学生学制期间的各种过程性思想品德、行为记录、学习成绩、素质评价等综合素质。然而对学生综合素质评价和高招录取存在以下问题,第一,学生综合素质信息包括学生思想品德、学业水平、身心健康、兴趣特长、社会实践以及各类学习成绩证明等内容,信息种类繁多、数量庞大,采集、保管困难;第二,许多信息关乎学生个人隐私,传统由教育主管部门单方面记录管理模式,很难保证数据的安全完整性和社会公信力;第三,学生的信息相对封闭,给各个管理部门相互沟通和协作造成很大不便;第四,学生对自己和各高校真实水准的信息缺乏足够的了解,选科选校时缺乏支撑依据;第五、各大高校的公开简介和招生信息缺乏公众监督,其准确、真实性难以保证。以上问题在某种程度上影响了学生信息的科学管理、志愿填报以及高校的合理选才,给新高考政策的推行带来较大阻碍。具有去中心化、自信任、可追溯等特点的区块链技术给解决这些问题提供了新的思路和方法。教育部于2020年5月印发《高等学校区块链技术创新行动计划》的通知中指出: “建设基于区块链的教育治理和应用创新平台,支撑开展真实可信的数字档案存证与追踪、敏感信息流通控制和隐私保护、基于学分银行的终身学习等领域的创新技术研发与应用”[2]。为应用区块链解决新高考改革中的信息管理和流通问题创造了良好的政策机遇。
二、新高考改革进展及其中信息管理与流通问题
(一)新高考改革进展研究现状
针对新高考成效的研究结果表明,高考综合改革在促进精准化人才选拔、教育公平、学生自我认同感、人本主义教育理念等因素上,都取得了初步的进展。郑庆华等通过对西安交通大学近年来录取生源质量分析比较,得出新一轮高考改革使得人才选拔更加精准化,倒逼了高校与中学的衔接交流[3];娄立志等从评价理念、育人功能、人本取向分析新高考本体价值,阐述新高考达到了育人功能和社会功能的相统一,彰显了以人为本的价值取向[4];徐娜以上海市为例,通过对改革前后3年学生入学的性别差异调查发现,新高考改革促进了男女入学机会均等,实现了公平教育的价值取向[5];袁旦等则通过对浙江省生源本科新生的调查分析得出,新高考改革政策对学生的专业承诺、专业决策、自我效能、学习动机等存在显著的正向影响[6]。
但是在改革取得正面成效的同期,新高考也暴露出了诸多问题。其一,学生综合素质评价结果缺乏公信力,与各高校招生决策之间“软挂钩”,陷入形式主义困境。樊亚峤等在研究中发现目前九成以上的高校在录取过程中并未将学生综合素质信息作为参考依据,并分析得出主要有综合素质评价报告采集渠道缺少、参考评定时间不足等原因[7];张善超从教育改革阻力研究范式进行分析,也得出了高中综合素质评价的相关制度存在着供给不足等制度缺陷[8]。其二,相关信息发布的不均衡化,在某种程序上造成了潜在的教育不公平。翁灵丽等以浙江省师范类院校招生为例,从高校宣传媒介角度出发,发现新高考改革下,传统媒体已无法满足对招生信息的宣传工作需求[9];其三,新高考急剧扩张的升学选择空间,造成了考生、高校的选择能力与各自现实需求不平衡的新问题。郑庆华等发现“专业+学校”的录取模式虽然扩充了专业选择的多样,但也增加了学生填报志愿和高校录取模式的难度。
可以看出,上述新高考试行过程中存在的问题,都与高招相关信息的管理与流通存在着直接或者间接的联系。因此,从信息管理和流通的角度,探究健全新高考改革教育治理体系,具有着重要意义。
(二)新高考改革下信息管理和流通的问题
新高考招生不是一个简单、孤立的考试、录取过程,它不仅与基础教育和高等教育的发展有关,而且与社会观念、就业和劳动分配制度等也存在着诸多联系。盘根错节的主体间联系导致系统内信息种类和数量庞大,使得其在信息管理和流通方面面临着许多困难与挑战。
1.学生学习信息科学管理难
新高考改革下学生信息管理问题可分为内隐和外显两方面,内隐问题指的是学生综合素质信息的真实性、完整性、以及有用性问题,而外显问题则是学生学习信息的可靠性、机密性和隐私性问题。
学习信息的内隐问题主要影响学生综合素质评价信息的可信度。其原因在于新高考强调考评学生的综合素质信息,具体包括学生的思想品德、学业水平、身心健康、兴趣特长、社会实践等内容。将上述综合素质评价纳入高考一个很大的问题是其是否具有与高考成绩同等的公信力,反映的是否是学生真实的水平和潜力,这在实践当中会面临诸多障碍。首先,综合素质信息在学生漫长的中学阶段采取的是“只记录不评价”的方式,大量详细的原始过程数据需要长期采集,以反映学生能力的成长过程及未来潜力。这个过程中,采集渠道的缺失与不畅会造成学习信息的间断性和片面性,采集到的信息能体现的学生发展性有限。其次,在学习信息的采集方式上,绝大多数的学习信息依然依赖于专人记录方式进行收集,在这个过程中,会产生各类有意、无意的数据失真、遗漏、丢失问题。这些问题都会影响综合素质评价信息在高招环节的评价阶段的真实性和可靠性。
学习信息的外显问题出现在信息流通和存储过程中的安全性上。一方面学习信息需要经常被教学及管理相关方调度分析使用,因此需要能够顺畅、高效地在不同主体、角色间流通。然而,大量的学习信息数据在长期的存储与流通管理过程中,易出现介质损坏、传输失败等故障导致的数据丢失问题。另一方面,信息流经多个利益攸关方后,学生学习信息数据容易遭受学生本人、同学、教师、管理者和其它相关方有意无意的泄漏、伪造、篡改和删除。
2.学生填报志愿理性决策难
新高考采取“专业+学校”,将高职院校和本科院校合并在一个批次的志愿填报模式。这在一方面让考生填报志愿的选择更加丰富自主,另一方面也需要学生对自身和高校的信息都有充分了解。在此情形下,学生能否全面调用自身学习信息,就成为了精准化志愿填报的关键因素之一。但现阶段,这个因素面临着如下的挑战。
首先,学生个人与其学习信息之间存在着一定的“信息壁垒”。学生的学习信息大多是由学校或教育主管等诸多部门单位各自管理,相对封闭、孤立,学生自身难以获取到完整的个人学习信息,容易引发了两方面问题。一方面,学生无法正确合理地分析自身各项素质能力、特长、兴趣爱好,并在此基础上做出正确的职业规划取向,导致最终的盲目择校选择。另一方面,一些别有用心之人会滥用自身权利,践踏教育公平的原则和底线,在学生不知情的情况下篡改其学籍信息,达到自身不可告人的目的。造成上述两方面结果的很大部分原因即是因为存在“信息壁垒”。
其次,高校信息向考生传达途中也存在着一定的“信息盲区”。其主要原因在于高校的专业特色、办学理念和办学宗旨等方面的特定宣传信息对考生的触达率和普及度较低。目前互联网信息服务市场上,针对高校权威信息发布的集中开放共享平台较少,高校完整介绍信息在考生与家长中没有顺畅流通,削弱了学生在填报志愿时选择的参考依据;高校信息公开主体在公开信息时也存在不严谨、不规范的问题,阻碍了社会公众对高校信息的合理知情权。
最后,学生获取的高校及其招生信息之间也存在着一定的“信息陷阱”。高校及其对外招生信息几乎是学生了解高校的唯一途径,因而这些信息的真实性十分重要。然而,一些不法分子和动机不纯的高校,伪造各类高校及其招生信息,或者虚假宣传。使得学生在填报志愿时,容易被虚假信息蒙蔽,导致遗憾终生。这些虚假高校及其招生信息,构成了事实上的“信息陷阱”,是学生填报志愿时碰到的又一难题。
3.高校招录学生正确选才难
新高考强调的自主性、大众化、所愿录取的新要求,势必会打破传统的招生录取方式,对高校招生能力提出更高的要求。
首先,教育部为新高考提出的“强基计划”招生选才计划,对高校招生的信息处理能力及过程管理都提出了更高要求。一方面,同自主招生一样,“强基计划”的综合评价学生素质的权力仍会下放到高校,由高校自主开展,因而涉及人群更小众,所受公众关注和权力监督的力度也更小。在随后的招录学生的综合评价过程中,仍有可能对评价过程及结果信息进行非法查阅、编辑。另一方面,强基计划的科学选才需要真实、全面的学生高中期间综合素质信息数据作为支撑。中学提供的有关学生材料的真实性、正确性需要高校招生工作人员在高考成绩出来后,短时间内进行申报材料的一一甄别、确认,既容易出错,又容易被欺瞒。
其次,新高考招生“多元评价,所愿录取”的招生原则,对招录数据的传达范围提出了更大的要求。然而,目前高校招生工作中,因为招录过程信息的敏感性,信息只能在专职招生工作人员内流通,各二级学院学科专家往往无法参与知晓,造成招生工作与相关学科专家之间脱节。而招生办老师大多对学生所选志愿专业所需基础和能力不太了解,也不易从学生信息中挖掘出学生具备的专业潜能,很难根据学生的志愿信息进行科学的招录。
三、区块链技术教育应用现状及其助力新高考改革的措施
(一)区块链技术在教育领域中的应用研究现状
由于在数据治理上存在着先天的技术优势,区块链在教育领域的理论和实践研究都取得了一定的进展。
在理论层面上,一些学者从教育体系的全局视角出发,结合区块链的概念体系,在宏观上构建教育治理的理论架构体系。张双志等从区块链赋能教育治理视角,分析讨论了区块链如何从算法治理、组织治理与法治治理三个方面来推进教育治理现代化[10];曲一帆等以区块链的技术优势为基础,倡导构建智能开放的教育生态、安全共建的教育治理,促进构筑“人人皆学、时时能学、处处可学”的学习型社会[11];李梦卿等提出将教职集团建设成为以群体智慧为核心思想,以激励机制驱动共享共治的去中心化联盟性教育组织[12]。
另一部分学者则从教育教学各环节要素出发,利用区块链的技术特点,在微观上设计区块链技术在教学管理中的具体应用。一是利用区块链技术的去中心化、可追溯、不可篡改等特性构建分布式的学习存储平台。如杨兵等参考IBM开源联盟项目超级账本,通过联盟链的个性化权限设置特性来解决数据的存储与隐私安全问题[13];二是利用区块链技术的去中心、点对点资源共享等特性,创建基于区块链技术的教育资源共享平台。如丁寶根提出建立一种去中心化、资源自增长、账本强背书、流通高效率、系统自治性等特点的教育资源流通渠道[14]。三是利用区块链技术的自信任等特性形成学习认证及学分转换机制网络。如李志宏等从学分银行联盟链、侧链、主链三个维度探讨建立基于区块链技术的学分银行系统[15]。
在实践应用上,国外的霍伯顿学校成为世界上第一个使用区块链技术来记录学历信息的学校,并将学历证书通过区块链共享;麻省理工学院(MIT)媒体实验室的技术团队以区块链技术为基础建立了数字证书系统,将比特币作为学习者的学习证明[16]。在国内,清华x-lab利用区块链技术构建了高校间的科研交流和共享平台[17];廊坊市教育局利用区块链技术建立教育数据监测平台,对教育数据进行宏观呈现,并实现对区域内各种教育动态的高效管理和决策[18]。
综合以上研究,当前区块链在教育领域中的研究多用于教育信息及资源的认证、存储与管理。与新高考改革过程中所面临的信息管理和信息流通问题具有一定的相似程度,也就为问题的解决提供了借鉴和支撑。
(二)区块链技术助力新高考改革的措施
借鉴现有区块链技术教育应用研究的信息管理和流通思想,区块链可以在新高考改革面临的保证学生信息管理的安全、可靠与完整,学生精准化择校时信息的真实、全面和透明,高校选才时数据安全高效地纵、横向流通三个方面,发挥重要作用。
1.分布式、民主审核的数据处理方式促进学信管理完整、公正、可靠
在学生数据的内隐问题上,基于区块链技术的数据管理采取的去中心化多点采集、链式组织、民主决策等特性,解决了学生信息的公信力问题。首先,学生信息数据如班级成绩单、获奖信息被某一学生或教师在自身数据空间添加后,同班级同学和老师也会在自身数据空间添加同样的成绩单或获奖比赛及名次信息,同一学生的信息去中心多点采集,避免了单一用户对数据的捏造、编改,确保了数据的完整、正确;其次,在多渠道信息来源的基础上,学生信息数据如个人学科能力测试成绩,会按照实际测试的时间先后顺序排列,并单向链式组织起来,每个成绩节点除了包含本次成绩的发布单位、测试简介、成绩和时间等数据外,还会包括所有之前成绩数据链的消息摘要、摘要签名信息等。这就在学生信息上生成了安全的时间戳机制。一方面,在保证数据可追溯的同时,实现了信息采集的连续性和完整性记录,另一方面,数据在链入时需要对数据所有权进行认证,减少了学生学习信息中学籍冒名顶替以及造假情况,实现了学生信息管理的公正性;最后,多个学生上传的如班级成绩单数据,只有在多数同班同学和老师的相互核对无误,达成一致共识后才能融合并被链入主链上。即使存在多节点对评价信息不一致的情况,利用区块链的权重机制,即老师或者学校拥有较高权重值、普通学生节点拥有较低的权重值这一差异,也可以进一步确定评价结果,保证了各级教育主管部门和学生对学业成绩及综合素质信息评价标准的一致性认可。
在学生数据的外显问题上,区块链技术具有点对点信息传输,数据分布式、链式存储,数据可溯源等高安全性、可靠性特点,有效提高了学生信息流通和存储的安全可靠性。一方面,区块链技术采取多节点的分布式存储、冗余运维方式,少量节点存储介质的损坏并不会导致数据的丢失。学生高考前多年的学习相关信息数据可以持续记录、存储而不会损坏丢失,避免了信息的缺失,确保了信息的安全可靠性,实现了学生信息的持久、全面记录。另一方面,区块链数据信息以“密文+签名”的方式进行传输和存储,保证了学生信息在流通及存储过程中不会被有意地窃取或者无意的泄露。在此基础上,前述的一致共识机制保证只有在多数用户同意的情况下,已存储学习信息数据才能被更新,减少了信息被不法分子破坏和篡改的可能性,有效保障了数据的可靠性、机密性和隐私性。
2.数据伴随式采集、同步更新及永久存档机制保障真实、公开、透明精准择校
区块链的伴随式大数据安全记录运营模式,是实现学生信息的高可触性、攻破“信息壁垒”的重要推手。学生对自身的个人和学习信息具有无可争议的所有权,但数据主管部门不愿對外轻易开放,客观上造成了“信息壁垒”。其主要原因在于,传统信息系统及技术难以保证信息访问开放后的数据内容不被篡改、删除及泄露,继而影响教育公平。而在区块链技术中,用户对平台的所有访问、编辑操作,都会被伴随式采集、如实记录。一旦出现问题,既可以恢复,又可以追溯源头。规范了数据主管部门的管理权责,使他们无顾虑地满足学生对信息的知情权,从而为学生根据自身情况更好地进行志愿填报决策奠定了基础。
区块链的分布式数据同步更新模式,是获得高校招生信息的高覆盖率、扫除“信息盲区”的关键措施。学生、家长及学校对高校招生信息有十分强烈的需求愿望,但由于高校详细招生相关信息皆在自主平台发布,学生需要主动去各自平台阅览。更严重的是全国几千家高校高招信息在时刻变化,用户难以全面获取所有高招信息。这就在很大程度上降低了信息的触达率。而在区块链技术构成的平台中,所有节点数据全局同步更新。也即一个节点上高校招生公开信息的变更,会即时同步传达到所有系统节点上,节点上的用户只需本地查阅即可。这就为高校与中学、与学生乃至与社会之间实现信息高效流通提供了绿色通道,实现了高校招生相关信息的真正透明共享,达到高招信息高覆盖率的目标。
区块链的节点认证、数据永久存档机制,是保证高校招生信息的可监督性、规避“信息陷阱”的有力保障。招生信息存在虚假宣传、 “信息陷阱”的很重要原因是发布这些信息的违法成本太低。原本十分严肃的招生信息,在一些机构与个人眼里视同游戏,随意编撰。更有甚者,同需求方及监管方打起游击。而在区块链技术的加持下,只有合法且通过认证的高校能够发布招生信息,并且发布出去的招生信息将在系统所有节点内永久存档。这给了用户和社会无限的监督时间和强有力的证据,也使信息发布者的违法成本陡增。从根本上杜绝了野鸡大学发布的虚假信息,很大程度上杜绝了一些高校对高招信息的任性编撰。有效规避了高校招生信息存在的“信息陷阱”。
3.数据一致认证和细粒度权限管理助力正确、公平、高效招生选才
区块链的一致认证、权重机制形成的民主集中制度是新高考招生制度改革,特别是“强基计划”项目高效、正确信息处理及过程管理的致胜奇兵。新高考招生,尤其是“强基计划”招生,材料审核工作繁杂的主要原因在于其更强调过程性数据鉴别与分析。而在材料审核时,高校负责的工作人员也都是临时兼职委派,对材料的熟悉和了解程度难以尽善尽美。实际上,最了解材料真实性和水平的,恰恰是学生及家长。而通过区块链技术构建分布式的材料审核监督机制,报考同一单位的考生间可以互相监督审核材料真实性,当一个学生的信息区块想要被审核通过并链入招生平台时,首先要通过其他用户节点分布式民主认证,只有认证达成一致的申报材料区块才被准许链入。而且当用户间的认证结果产生冲突时会采用权重机制,由高权限的高校管理节点来最终决定是否将区块链入[19]。这在提高了学生申请材料真实性、审核速度的同时,又保证了信息的真实性,极大地方便了高校审核人员的工作。并且,由于学生信息是经过公众集体认证的,高校审核人员不易对高通过率或低通过率的申请材料随意变更审核结果,降低了在招录过程中的非法利益交换的几率。形成了独特的申报材料审核高效工作,保证了监督的民主集中制。
五、结论与建议
区块链技术作为一种战略性的前沿技术,其发展应用对未来教育的发展和管理有着极其重要的作用。但是区块链技术与新高考改革的深度融合还存在一系列技术和理论方面的问题与挑战。针对以上问题,本研究对区块链技术助力新高考改革做出如下几点建议。
(一)整合其它新兴数据处理技术,实施协同创新发展
对于天量数据的计算,可以从云计算和边缘计算两方面进行突破。首先,可以借助云计算的负载均衡技术将节点数据计算任务在系统范围内进行均衡,让计算能力强的节点承担更多的计算任务,而让计算能力弱的节点承担较少计算任务,以此克服系统运行的计算瓶颈[22]。其次,通过边缘计算技术,将节点属地所有具有计算能力的设备组织进来参与数据的计算,作为对云计算技术的在地化补充,以此擴大算力。
对于天量数据的存储,可以使用云存储技术进行虚拟存储。首先,对于某一富媒体大文件数据,可以在云存储系统内保留一定数量物理拷贝,然后采用消息摘要技术计算出文件摘要。所有节点对文件的诸如查看、复制、移动、下载等操作皆是基于此消息摘要进行的,以此减少文件的系统内的存储份数,从而减少对存储容量的需求。
对于天量数据的传输,一方面,由于单纯的文本型的消息摘要所耗费传输网络资源较小,可在前一步虚拟存储技术之上,将一部分文件的传输减小为文件摘要的传输;另一方面可以建立去中心化的内容分发网络CDN,在新高考区块链系统不同的物理位置上,放置内容节点服务器,数据可就近分发传输,以减少数据在全网络范围内的传输。
(二)建立新高考区块链建设精准帮扶机制,实现东西、城乡共同进步
在新高考区块链建设帮扶上。教育主管部门应该对西部、乡村等贫困地区在资金预算上重点倾斜;而在计算和存储这两项数据处理资源上,东部、发达地区用户应该承担更多的计算和存储责任,以便让农村地区的区块链功能能够正常运行。另一方面,在新高考区块链系统使用帮扶上。可以加大人才引进力度、完善人才使用制度,让懂区块链的人才扎实坚守贫困地区区块链运行一线;还可以通过同步异地课堂等现有教育帮扶系统,教授贫困地区师生理解、熟练掌握及使用新高考区块链平台[23][24]。
(三)升级区块链基础隐私算法,提升个体隐私保护强度
早期的区块链对个人敏感数据的脱敏处理仅限于一些诸如去除IP、姓名、ID标识符等基本数据匿名、泛化操作,不能抵御大数据隐私分析。而且要应用在新高考区块链中,它还必须在保证个体隐私情况下,实现新高考招录工作的公平、公正、公开。近年来,差分隐私保护技术[25]和代理重加密技术[26]两类信息安全技术的涌现,为解决这种信息公开与学生个人隐私的冲突提供了思路。差分隐私保护技术可以保证学生隐私不会因为学习信息数据出现在统计结果中而泄露。同时,还可以让外界获知建立在学生数据上的统计结果信息,实现了信息的公开。代理重加密技术让数据在加密后,相关第三方仍然能够对学生数据进行操作,并在原始数据所有者授权下获知数据内容,从根本上进一步减小了个体隐私泄露的风险。
(四)建立数据审核一票否决机制,立规、立法提高串谋违法成本
既要让用户间达成一致共识,又要维护结果的公正性,可以从两个方向加以解决。一方面,对于所有达成共识的数据审核结果,教育主管部门必须要掌握最终的一票否决机制。它既可实现用户间一致共识得到结果,又实现了教育主管部门对可能出现的不公正结果的干预;另一方面,对于破坏新高考区块链结果的违法行为如何定性,并没有现行可供使用的合适的法律法规。因而必须加强立法,让篡改数据的黑客付出沉重的违法成本,终身追责企图走旁门左道的考生。最终通过立规立法,使得违规违法成本成为别有用心之人不能承受之重。
(五)出台相关激励机制,促进新高考区块链系统又快又好推广运行
为了促进区块链在新高考改革中的应用,首先,政府需要制定和完善区块链技术在教育领域的应用标准和规则,同时加大财政扶持力度,出台区块链技术在教育领域创新应用激励政策,鼓励相关技术人才和专家集体共同研发出区块链技术在新高考改革中更好融合的方式,攻破区块链技术在教育领域中应用的重点和难点技术问题;其次,对于各新高考教育主管部门而言,应该积极吸取国内外案例的先进经验和失败教训,针对性制定相适应的运营体制和管理标准;最后,区块链将新高考的工作模式一定程度上进行了扁平化,其中一些部门的权利被弱化,而责任和工作内容却增加,需要对系统内的利益进行妥善再分配。
虽然将区块链引入新高考有诸多风险。但有了区块链的助推,困扰新高考改革招生的学生信息管理、学生精准择校和高校招生选才问题,解决起来就有了更大的希望,最终也必定能够达成所愿。
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作者简介:
刘梦君:副教授,博士,研究方向为教育数据安全挖掘、个性化学习安全推荐(lmj_whu@163.com)。
宗敏:副研究员,硕士,研究方向为教育信息化(1036366909@qq.co m)。
杨兵:教授,博士,研究方向为智慧学习、自适应学习系统(yangbing@126.co m)。
收稿日期:2020年7月10日
责任编辑:邢西深
①宗敏为本文通信作者。