运用区块链技术促进教育治理现代化的探讨

叶文锋 吕文龙 林梦瑶 刘星成 万钻

摘   要：推进教育治理体系和治理能力现代化是教育改革的重要课题。区块链技术包括去中心化存储、加密技术、智能合约、共识机制等核心技术，文章针对当前教育治理体系存在的问题，运用区块链技术提出了保障教育数据安全、提高管理效率、提高教育资源供给精准度和推进终身学习体系建设等解决方案，并探讨了区块链技术本身的局限性及其对教育治理安全性、稳健性和可落地性的影响。文章认为，区块链技术作为数字化技术的重要组成部分，应引导支持、加大技术投入、强化技术监管，促进区块链技术与教育治理融合发展，不断利用区块链技术创新推动教育治理变革。

关键词：区块链;教育治理;教育治理能力现代化;信息系统

中图分类号：G40-05 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2021）09-0012-05

一、引言

区块链技术的应用正在影响着现有的教育治理领域，实现了穿透式监管和信任逐级传递，具有很大的变革推动力，成为教育治理基础设施的重要组成部分，改变了教育治理发展模式，推进了教育治理的现代化进程。但是存在发展阻力，表现在：首先，区块链技术为提高教育治理效率提供了新思路，然而还处于发展期的区块链技术在教育治理领域的应用与开发受到了限制。其次，很多研究剖析了区块链技术的优势，但对其局限性、教育治理重塑性和稳定性影响的研究存在不足。最后，区块链安全事件导致人民群众对区块链技术的信任产生疑虑，积极引导社会和公众客观理性地看待区块链价值极为关键，要充分认识到区块链技术对构建信任机制、数字化传递和共识共享的重要性。本文分析了区块链技术在教育治理中的实践基础，进一步研究了区块链技术在教育治理中的发展机遇、挑战和对策建议。[1]

二、区块链技术在国内外经济社会的应用现状分析

区块链技术的突破及与其他新一代信息技術的创新融合，能保障数据安全、提高教育资源调配效率，可以提高治理水平和效率，推动现代化和数字化进程。所以区块链技术受到世界很多国家的重视。

据2019年统计，美国区块链人才供需都较为旺盛，区块链专利申请量全球排名第二，区块链技术已经应用于教育治理、航空部件追踪、零售和餐饮安全监管、银行信息保护等领域。墨西哥在太阳能领域采用区块链技术以重塑能源格局。日本利用区块链技术保存AI学历和构建信用评估系统，以阻止加密货币犯罪活动。英国将区块链技术应用于能源开发、电力管理系统、医院卫生机构、银行安全领域。印度在药品供应链管理、记录公民DNA数据、帮助教育机构更有效地管理学生记录等领域也应用了区块链技术。非洲国家以埃塞俄比亚为代表将区块链技术应用于农业，提高农业治理效率。2019年，泰国将区块链技术应用于银行，实现跨境支付和推出数字钱包，以提高支付的高效性和安全性。越来越多国家促进区块链技术在治理和管理领域的落地进程，并探索在商业金融、公共服务、司法法院、医疗卫生、教育、农业生产和能源等领域的应用。区块链由金融行业逐步辐射到数字化管理、政府治理、教育治理、社会管理等领域。教育部门应抓住机遇提高教育治理效率。

据2019年统计，中国在世界探索区块链技术应用方面排行前列。2016年国务院公布了《“十三五”信息化规划》，文件明确提到区块链技术将对全球治理体系产生重大影响，中国逐渐开展了区块链技术项目探索。北京利用区块链技术推进智慧城市进程。杭州利用“5G+区块链”技术开发互联网法院，开创涉网执行新模式。2019年上海将区块链技术应用于电子病历，制定了统一的电子病历展现标准，节约资源的同时提高了医院管理效率。深圳将区块链技术应用于物流管理，搭建商品供应链全程溯源体系，解决了跨境商品身份认证的难题。贵阳利用区块链技术搭建智能社区系统，实现精准扶贫、助残。重庆利用区块链技术进行食品药品监管追溯。佛山利用区块链技术打造“区块链+疫苗安全管理平台”，实现疫苗的管理透明化监管，让疫苗更安全。福州利用区块链技术建设环保生态综合监管，实现了以信息化的方式助力生态综合治理。

三、区块链技术在教育治理中的应用

1.当前教育治理体系存在的问题

（1）教育治理数据信息安全问题

随着智能化与数字化技术的发展，数据已成为区域、国家乃至国际教育治理和政策制定研究的一个关键焦点。由于早期数字化教育系统建设的局限性，很多学校在数据处理环节处于薄弱阶段，问题主要包括：第一，传统数据平台未能追溯数据全过程，无法获取真实数据信息情况;第二，学校多源异构数据的可视化依赖第三方来处理，自主权受到限制;第三，传统平台对数据处理过程的开放程度和监管程度不足，不能规范数据的完整生命周期流程。传统集成式平台数据验证加密和数据存储等数据处理技术与持续实现高安全系数的教育数据保护存在矛盾。美国教育数据存储平台InBloom仅仅运行了15个月便关闭了，主要原因是其在教育数据和信息的开放过程中导致了安全问题。教育数据平台系统对于服务教育发展来说发挥着核心作用，涉及庞大的教育者和学习者的隐私。在新一轮技术革新的背景下，传统的教育系统越来越难以适应发展现状，一旦遭受攻击，会引发难以估量的损失。

（2）教育治理成本与效率问题

在教育治理历史中，当前我国尚未实现与教育信息有关的技术标准统一化，系统之间未遵循统一的数据及互操作标准。各校缺乏数据系统的建设标准和规范，建设数据不统一、互操作标准不兼容的教育信息中心，根据自身的需求对数据进行采集、分析和利用。由于顶层设计缺失，现有的应用系统都有自己的数据库，系统之间相互独立，各校间数据标准差异性和不完整性造成数据真实性欠缺，影响学校间数据信息交换与资源共享，因此教育资源利用不充分。同时，我国信息化教育资源数量庞大，资源库之间互相独立、资源库本身存储的信息结构和类型存在差异，这要求教育治理主体在信息对接与处理环节需要耗费大量人力、物力、财力和时间等成本，低成本投入与高效教育治理存在矛盾。另外，资源库数据难以实现无缝互联互通，教育治理主体在治理过程中出现教育信息孤岛，数据信息有效对接难度加大，难以保障数据信息的完整性和真实性，影响教育治理成效。

（3）教育治理决策精准性问题

《中国教育现代化2035》提到了精准施策与统筹推进是实现教育现代化的重要路径。[2]长期以来，受经济发展和开放政策的影响，东部与中西部教育在办学条件、经费支出、高等人才等教育资源方面存在供给不平衡，造成我国区域教育发展多层次化，影响相关部门对部分发展现状与存在问题的分析效率，给资源精准供给带来了难度。我国东部地区和中西部地区教育发展存在差异，区域学校存在的资源需求缺口和发展短板各有不同，这就决定了不能以统一标准来衡量学校的资源需求程度。相关部门面对不同需求层次的资源供给，缺乏统一、科学的量化标准来界定，从而导致教育资源供给有失精准。教育资源供给结束后，缺乏反馈效果的追踪，对资源的使用情况、学校建设和教学水平、是否实现发展短板修复等信息反馈较少。导致教育治理产生偏差，出现片面、不精准等问题。

上述问题的有效解决可以加快教育治理现代化发展进程。

2.区块链关键技术

（1）去中心化存储

去中心化存储是指进行分散数据存储，将所有数据同步到组织形成的每个节点和网络以进行共享、同步和复制。节点间建立共识规则，采用多方决策、共同维护的方式进行数据的存储、复制等操作，避免了由于单点故障导致的数据丢失，有效规避了恶意篡改历史数据事件，过程无需中心化的平台得以实现。在不对称和不确定的环境中，区块链内可以建立一个满足各种活动安全进展的生态系统。由于教育区块链存储总量的不断增加，可以通过调整区块链追溯性来缓解单链存储压力，并协调多链与跨链技术以提高区块链系统的稳健性和可扩展性。

（2）加密技术

区块链技术利用非对称加密和对称加密的有机结合，提高数据加密解密的高效性。利用哈希算法将二进制数据映射为一串较短的字符串，并具有输入敏感性的特点，保障了数据完整性。通过“零知识证明”进行验证，证明者能够在不向验证者提供任何有用信息的情况下，保障验证者相信某个论断是正确的。[3]基于区块链技术的教育治理采用零知识证明技术对用户的隐私数据进行保护，减少用户隐私泄露风险。

（3）智能合约

智能合约是一种在不需要第三方的情况下，利用程序代码实现信息传输、验证和执行的有效性的计算机协议。通过编写程序实现执行过程自动化、减低成本，提高管理效率。基于智能合约的教育治理可以提高教育监管高效透明、解决项目资金问题和预测学习回报率。

（4）共识机制

共识机制用来协调异步通信方式组成分布式系统的各个节点共同协作完成对数据信息的校验并记录，解决节点间一致性和数据正确性。共识机制分为两大类：一是以拜占庭容错算法 PBFT 和RAFT为代表、用于联盟链场景的共识算法，主要强调系统安全性，但性能较差;二是以工作量证明算法 POW为代表、用于公链场景的共识算法，解决可信任环境下 CFT 共识算法，以降低安全为代价，提升系统性能，它只保证分布式系统中有的计算机发生故障时，提升整个分布式系统的可靠性。教育区块链采用混合共识、融合不同共识机制的方式提高系统共识效率。

3.區块链关键技术在教育治理中的应用场景

（1）构建教育数据监测平台，保障教育数据安全

教育系统是一个大型学生和教育的数据资料中心，基于传统的集中式存储机制，容易遭受黑客攻击，引导数据丢失和非法篡改。而区块链的分布式账本技术是一种基于节点间建立共识规则的去中心化数据存储，能保证数据安全。多方共同维护数据的性质和高效的可追溯性，能提高系统防窃取性。节点采用密码学技术进行数据加密，这使系统数据的管理和维护变得更加安全。例如，廊坊市通过了验收教育数据监测平台项目，该平台将大数据和区块链技术融入到教育治理中，采用区块链技术构建认证中心，将学生和教师的数据信息，与教育评价和教育决策过程相结合，提高教育评价透明度和可信度，推进教育决策高效化。同时所有师生信息和数据都可以进行链上认证、记录、核实、存储等操作，保证数据信息安全性、保密性。

（2）开发“一门式”教育治理系统，降低治理成本和提高治理效率

教育系统作为一个集中式的大型学生数据中心，统筹管理着教育信息和数据资料，是一个储存量庞大的资源库。不断提升的数据、信息的管理和维护要求增加了耗费成本，同时带来了计算、网络、存储等各种庞大数据的管理效率问题。区块链技术可以简化系统管理流程，减少不必要的验证，简化审批流程，有效减少系统信息存取和对接的负担;节省教育决策、计划落实和部署的时间和损耗，从而提高管理效率和质量。构建基于区块链技术的“一门式”教育治理系统，能够整合教育资源和优化治理流程，打通学校间互动桥梁。一方面，将区块链技术的去中心化应用到教育治理系统中，学校间通过区块链底层加密技术确保供需双方的身份真实性问题，打通网络空间，减少验证程序，简化审批流程，信息传递更加及时有效、工作效率更高，节省大量时间、人力成本;另一方面，将教育资源分布式存放在不同的区块中，通过P2P技术和共识机制，实现以点对点的传播方式进行数据传输、资源共享。[4]提高资源共享和利用效率，降低数据对接和传输的负担，解决资源孤岛问题。

（3）打造智能化学校信息系统，提高资源供给精准度，推进精准治理

教育资源供给定位准确性与教育资源转化率是教育治理的难题，而区块链技术依托分布式存储、不可篡改和可追溯性实现数据共享，确保定位教育资源供给中缺口与短板的准确度，有助于实现及时精确决策和点对点对接。同时可以通过系统的可追溯性和数据一致性机制锁定虚假不实信息、数据错漏信息，确保资源供给透明且可靠，落实到位，降低缺乏监督带来的风险，提高教育资源利用率。例如，IBM公司的研究者在文献[5]中介绍了基于区块链技术的学校信息枢纽SIH（School information hub），该系统原型是基于Hyperledger Fabric架构实现的，图1显示了SIH的体系结构，包括与学校数据中心（SDH）平台搭配的预处理模块，并且还与区块链网络进行通信。该系统还包括用户界面和设备，以及决策支持层。 通过促进与学生、教师和行政人员，以及学校有关的交易来收集、存储和管理学校记录。在其基础上进行纵向学校数据和历史区块链数据的风险评估。为各级决策者提供有关学生、教师、学校和资源的信息，以实现诸如资源分配、预算分配、效果评估、学生辍学模式预测、入学模式分析、转移模式、学生相似性分析、基准分析、预防欺诈、教师分布、不同人口统计学变量的学校比较以及决策支持服务，实现资源分配透明化、学校绩效可视化，节省教育决策和计划落实部署的时间和费用，从而提高管理效率和质量。

（4）建立区块链学习日志系统，推进终身学习体系建设

构建终身学习体系是推进教育现代化的重要战略任务。终身学习体系是以终身学习理念为基础的学习系统，传统的系统对于学习记录和日志追溯性差，使学习数据分析面临冷启动问题。而教育区块链系统具有去弱中心化、去信任、数据不可篡改、可溯源等特性，依托智能合约使跨机构的学习日志相互关联，保护了所存储和管理学习记录的隐私，形成真实可信的学生档案，为终身学习过程所使用。例如，京都大学（Kyoto University）的研究者在文献[6]中介绍了基于区块链的学习日志（BOLL）用于跟踪成绩单和证书以外学习成果的情况，当前成绩单或证书为发布学生学习成绩的主要形式，可成绩单和证书不能完全体现专业学习深度以及学习或教学方式的详细信息，而BOLL使学习者能够以安全且可验证的格式将其学习记录从一个机构转移到另一个机构，使现有的学习数据分析平台可以在最初拥有日志所有权的学习者或机构的许可下从其他机构访问学习日志，解决了在尝试向新学习者提供个性化体验时，学习数据分析平台所面临的冷启动问题，完善了支持终身学习的持续质量评估和监测体系，推进了学习型社会建设。[7]

四、区块链技术在教育治理中的挑战

1.技术局限使教育治理遭受瓶颈

虽然区块链技术日益丰富了教育、政府和企业等应用场景，但其处于发展阶段，本身存在诸多局限，导致在教育治理应用上存在风险。

首先，教育系统利用分布式存储可以在一个分散、不可信的网络环境中，满足一个安全、可信、可控的数据和资料存储。实现低存储成本、数据冗余备份存储，规避单点故障和数据的价值传递。在分布式网络场景下，网络节点无需中心存储数据库就可以通过多种方式与其他节点建立互信互通。区块链本质上是一个去中心化的共享账本技术，去中心化存储意味着领域主体的监管作用被分散，没有中心化的监管者、节点间共识规则有待完善，导致网络节点直接监管难度加大。

其次，区块链的数据安全依赖于非对称加密和数字签名，非对称加密和数字签名的安全性依赖于私钥的保密性。区块链技术的安全机制需要同时验证公钥和私钥，以进行身份识别或事务执行，对密钥的管理安全性要求较高。区块链加密和解密花费时间长、速度慢和单一的加密方式，使区块链技术在教育治理中的运用缺乏灵活性。

最后，区块链技术是一门多学科跨领域的技术，其融合了分布式网络、加密和编程等技术，同时区块链技术应用于教育治理时必须与传统中心化教育治理相结合。这要求技术人才在掌握区块链技术并将其与其他技术相结合的基础上，还要了解传统教育治理发展模式和面临的痛点。然而当前高校设立的课程不深入，社会职业培训课程趋于落后，这与高素质区块链技术人才供给存在矛盾。

上述問题的有效解决可以加快区块链技术在教育治理中的应用进程。

2.技术监管影响教育治理安全性

区块链技术可以为教育治理降低成本、提高效能、推动教育治理现代化发展，同时也可以通过加密技术、去中介技术破坏教育治理。主要原因是教育信息以公有链为基础，存储为共享账本，因此区块链需要解决数据信息的隐私和保密问题。公有区块链的节点完全开放准入，任何人都可以通过公有区块链对其数据库信息进行访问。一方面，公有链没有明确责任主体，加大了传统法律规则在事后对分布式存储系统的监管难度;另一方面，区块链规则决定了教育系统的安全性和稳定性，并直接影响到数据与资料，完善区块链规则是保证个人信息保护的关键。如果在缺乏技术监管的条件下将区块链应用于教育治理，很大程度上会破坏教育治理。

3.技术认知影响教育治理可落地性

区块链技术应用于教育治理必将加速教育治理现代化进程，势必引发教育管理形态的变革。[8]然而处于发展阶段的区块链技术，自身机制存在诸多漏洞、隐私泄露风险、数据安全及监管问题，2016年的TheDAO事件暴露了区块链技术应用的安全性。民众对区块链技术一直存在很大疑虑。因此，与理性使用区块链同等重要的是，加强对区块链技术的安全研究、监管，引导民众充分认识区块链。

五、运用区块链技术促进教育治理的对策和建议

1.重视技术投入，夯实区块链技术发展基础

首先，注重人才培养，区块链技术实现教育治理现代化的重要因素是技术人才支撑，专业人才的技术水平决定了教育治理的成效和影响。要充分利用区块链重塑教育治理，必须建设完善的人才培养体系，建立多层次人才培养平台，培养高水平技术人才。

其次，以区块链高素质人才需求为导向，建立健全区块链人才培养机制。充分利用国内外教育资源，鼓励高校开设区块链相关教学课程。[9]围绕区块链和物联网的核心关键技术、融合应用的技术要求和技术创新方向，加强区块链专业人才的培养。区块链是个多学科综合技术，需要较长的人才培养周期和实践经验积累沉淀。制订多学科交叉培养计划，提升对区块链的全面理解和应用，为推动教育治理现代化提供智力支持和人才储备。

最后，实践培训的重要组成部分应该是一个实践平台的搭建，根据区块链的应用与实践场景搭建实验室和相关设施。学校还可以与区块链人才需求地对接，以就业为导向推动区块链技术人才培养，提高实践培训的实施率。

加强区块链核心技术研究，完善区块链教育治理基础设施。区块链虽然作为重要的数字化技术在新的工业革命发展中举足轻重，但是还处于发展阶段，其在教育治理中的应用前景并不乐观。区块链本身存在的局限性如果不能得到改善，很难与教育治理深度融合。为了引导区块链技术取得更好的进步和发展，应当密切关注国内外区块链技术发展动态，支持和培育区块链软硬件发展生态体系，构建区块链研究与创新平台，推进区块链与人工智能、大数据、云计算和物联网等新一代技术的创新融合，依托区块链技术提高教育治理效能。

2.引导社会理性认识，优化区块链发展环境

任何技术发展和进步都会推动社会思想的进步，相应的，社会先进理念也会反作用于技术，推动其正确使用和长远发展。将区块链应用于教育治理，其是否良性融合关系到教育领域的稳定。积极引导社会和公众，进行区块链科普，理性正视区块链的客观价值，充分认识信任结构、信息传递和价值传递的重要性。[10]教育系统在推动区块链技术发展和应用的过程中极为关键。要加强对区块链技术的安全研究，监管区块链技术的非法炒作行为，努力整体上提高區块链技术的安全可靠水平。同时引导民众充分认识区块链和理性使用区块链技术，促进区块链技术健康传播，为区块链应用于教育治理营造良好的发展环境，从而提供更好的教育服务质量。

3.强化技术监管，推进区块链技术有序发展

不以规矩，不能成方圆。将区块链技术应用于教育治理，必须遵循相关法律规定和服从监管。为了更好地使区块链高效服务于教育治理，应当推进区块链教育治理应用标准化建设，推进区块链技术对教育治理应用的法律法规制定。区块链作为数字技术的重要组成部分，对于建设教育治理数字化和现代化具有重要意义，然而相关技术标准的缺失阻碍了区块链技术在教育治理中的落地进程。对此，首先是研究制定推进区块链技术可持续发展的扶持政策，从政策层面切入点出发，完善区块链技术在教育治理体系应用上的布局和开发。坚决打击相关技术的恶意违法行为，给区块链技术开辟足够的包容发展空间。其次是深入研究区块链对教育信息、数据资料安全和保护等方面的影响，加强区块链底层基础技术、中层应用逻辑和上层信息管控问题的监控。最后，为了提高区块链利用效率和防范技术风险，建立区块链应用试点十分必要，应当组织开展区块链应用的先导示范、分析应用示范案例、总结和分享优秀示范经验、演绎推理一般性原理，最后推广全国各地落地实验，加快区块链教育治理真实落地的步伐。

参考文献：

[1]徐超超，陈世超，赵鑫硕，杨现民.区域教育大数据中心平台建设探讨[J].现代教育技术，2016，26（11）：5-12.

[2]中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/201902/t20190223_370857.html.

[3]马闯.具有保持结构性高效盲签名的研究与实现[D].沈阳：东北大学，2013.

[4]杨现民，李新，吴焕庆，赵可云.区块链技术在教育领域的应用模式与现实挑战[J].现代远程教育研究，2017（2）：34-45.

[5]Bore N，Karumba S，Mutahi J，et al.Towards Blockchain-enabled school information hub[C].Proceedings of the Ninth International Conference on Information and Communication Technologies and Development-ICTD'17，November 16-19，2017.Lahore， Pakistan. New York，USA：ACM Press，2017（19）：1-4.

[6]Patrick Ocheja，Brendan Flanagan，Hiroshi Ueda，Hiroaki Ogata.Managing lifelong learning records through Blockchain[J].Springer Singapore，2019，14（1）.

[7]王仁彧.特色与机制：落实终身学习理念的路向探究——对践行《建设学习型城市北京宣言》的思考[J].中国远程教育（综合版），2015（8）：30-36，79-80.

[8]赵帮华.职业教育治理现代化的特征、问题审视及优化路径[J].教育与职业，2017（7）：5-12.

[9]梅海涛，刘洁.区块链的产业现状、存在问题和政策建议[J].电信科学，2016，32（11）：134-138.

[10]杨敬丽，张瑞洋.区块链应用加速落地呼唤行业标准创新[J].中国标准化，2019（1）：6-13.

（编辑：王天鹏）