探索区块链在数字教育平台中的应用

周杰 杨琪琦 冯超玲 梁钦 方韶珍

摘要：区块链是分布式对等网络、非对称加密、智能合约等多种技术集成的新型数据库软件。区块链技术赋能全球产业链快速发展，已涉足金融服务、物流运输、供应链、医疗保健等多个领域，释放新的价值。为此，探索区块链技术在数字教育平台中的应用，讨论区块链在数字教育平台中的教育记录存储、教育资源版权、教育契约存证、学情跟踪监控、教育成果认证等方面的应用场景，从而推动线上教育的开放和公信力，降低教育成本，提高线上教学效果。

关键词：区块链;数字教育平台;教学资源;公信力

中图分类号：TP311.13      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）04-0073-02

1 引言

2021年5月27日，工业和信息化部、中央网络安全和信息化委员会办公室联合发布《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》。《指导意见》提出，到2025年，区块链产业综合实力达到世界先进水平，产业初具规模;区块链应用渗透到经济社会多个领域，在产品溯源、数据流通、供应链管理等领域培育一批知名产品，形成场景化示范应用[1]。新型冠状病毒肺炎疫情期间，在线教育迎来蓬勃发展。如何利用数字技术更新传统教育理念、变革传统教育模式是最新的研究热点。专家和业内人士认为，随着在线教育的广泛开展，线上自主学习、线下实操结合的混合教学模式将成为常态化的教育形式。加强校企合作、深化产教融合，形成教育主管部门、信息化电教系统、校企工坊等多方参与的教育数字化管理平台，技术与教育深度融合，逐步形成了以MOOC、SPOC、微课等线上教学模式[2]。而在其中凸显出的问题同样不少：数字教育平台中的教学资源库在线课程良莠不齐，没有版权保护，高质量的教学活动开展得不到保障;线上教学师生互动不充分、难以监控学生的学习进度、学情反馈不及时;学生的学习记录没有形成一条链式的学习路线，学生参与线上教育的相关凭证没有得到很好的保存，维权难度大;线上教学的评价认证体系不够完善，企业无法直接参与到教学活动中，无法知晓学生掌握的程度，没有形成多方的监督评价，线上教育的成果得不到公信力的认证[3]。如何激发在线教学生对于学习者进行探究性学习，提高学生的创新能力同样值得探究。因此筹措建立一套基于区块链技术具备完整链条和闭环的数字教育平台，所有教学环节都是公开、可信、可追溯、去中心化的线上教育体系是迫切且必要的。

2 区块链原理与核心特征

2.1 区块链的原理

区块链是哈希算法加密后串联文字记录，其本质是一种分布式共享型数据库。每一区块基本由上一区块的散列值、时间戳、交易记录构成。在区块链网络中每个节点的地位平等、相互通信、共同维持。区块链是以网络互信为目标，综合运用P2P网络、非对称加密算法、共识机制等技术手段，通过建立去中心化、按时序编列、不可篡改、分布式存储、可溯源的公开透明的数据库，构建形成开放环境中的信息对称、协作互信的网络服务[4]。

2.2 区块链核心特征

1）去中心化

区块链技术是一种不需依赖于第三方管理机构的去中心信任网络，各个节点完全依托去中心化网络实现信息传递，节点间可直接实现价值交换，不依托第三方公信机构，去中心化是区块链最本质的特征。

2）共识机制

共识机制是区块链网络中的重要组件，网络中的重大决策不由单一个体主导，而是所有网络节点都参与的集体决策，避免了单一个体的垄断行为。各节点自发遵守系统区块链网络的预设规则，目前区块链使用的共识机制分为：工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和状态副本复制。

3）不可篡改

区块链采用的是密码学中的非对称加密算法保证区块信息不可篡改性，该算法可以将任意长度的信息转换成一段长度固定的哈希散列值。任何输入信息的变化都会引起哈希散列值的变化，且生成一组私钥和公钥，无法进行逆向解密和篡改输入信息，保证了区块信息的安全性。

4）分布式存储

区块链将区块信息数据分散存储在网络节点服务器中，数据永不丢失，数据不容易被泄露或攻击，网络节点共同维护区块链记录完整性，真正实现数据安全存储。

2.3 区块链的应用

区块链是通过分布式共享数据库来存储备份块链式结构数据、利用P2P分布式网络共识算法来验证和更新数据、利用非对称加密算法保证数据传输和访问的安全、利用智能合约自动执行操作数据的一种全新的去中心化可信网络[5-6]。因此，区块链适用于大多数基于信任的商业与社会活动应用，随着信用社会的逐步完善，优化构建现有商业模式的信任机制，利用区块链技术特点及其核心原理，区块链可在资产管理、价值积累、共识交易、互助生态、自治社区等多方面发挥重大作用。

3 区块链技术在线上教育中的應用

3.1 基于区块链的教育资源版权管理

线上教育为广大学习者提供了跨学科、系统化、开放的教学资源，并逐步发展成在线直播类视频课程，从共建共享走向共创共享，大量教师创造加工各类优质资源，充分利用大数据技术、制定个性化的教学内容。但与此同时，也暴露出教育资源版权保护弱、资源共享难、内容质量低等现实问题。基于区块链技术的教育资源版权管理可有效地提升教育资源的可信度和可操作性[7]。来自企业、社会、高校等广大资源建设者多方参与，可以利用区块链技术的不可篡改性特征，将教育资源的著作版权信息附在内容区块上，严把质量关，任何资源的元数据可追本溯源。鉴于区块链的开放性和透明性，任何人进行转载或二次创作时，系统将自动把原作者的版权信息自动嵌入内容区块上，实现对数字资源的版权保护。区块链为跟踪教育资源创作者的版权保护提供有力的技术保障。相对于传统的版权保护机制，有效解决资源盗版问题[8]。

3.2 基于区块链的教育存证管理

区块链技术为学习者提供了教育存证保护，系统自动为学习者学习过程中产生的图片、音频、视频、文件、网页等信息加密存储，实时固化教育数据的内容、权属信息及存证时间，生成唯一的教育密钥。学习者可以通过区块链技术永久性地存储教育凭证，抵御外部网络攻击，防止信息泄露，也同样可以为法律维权提供有力证据[9]。智能合约自动执行脚本达成学生与教育者的契约关系，特别是为一些收费资源项目上的权益保护提供法律支持。

3.3 基于区块链的学情跟踪监控管理

基于区块链的学情跟踪监控，全面记录学生的学习过程，包括视频学习、作业提交、文档下载以及学习时长等信息，自动生成学生的成长画像，构建智能化教学管理体系[9]。利用区块链的分布式存储技术将学生学习过程中产生的结果分散存储到网络节点中，并通过对学生成长路径进行智能化分析，从而为学生提供个性化的教育资源。

3.4 基于区块链的教育成果认证管理

区块链的智能合约技术严格审查各项指标，自动颁发权威机构制定的资格等级证书，通过预先设定的认证标准和制度，无须人工干预，系统全天候值守，在企业、学校、社会等多方监督下完成证书的颁发[10]。基于区块链的电子证书作为证书真伪性鉴定的唯一凭证，通过对电子证书附带的区块信息进行溯源操作，任何教育机构和招聘单位即可追踪查询学生线上教育学习情况以及证书真伪性，以此保证电子证书的可信度和有效度，解决证书造假问题。

4 结束语

综上所述，探索了区块链技术在数字教育平台中的可行性和应用场景，区块链作为一门新兴技术，在推动教育资源版权管理、教育存证管理、学情跟踪监控管理、教育成果认证管理等多方面表现出独特的优势，为推动线上教学资源开发应用起到了积极作用。为健全高质量教育资源体系，应充分利用区块链技术，加强对线上教育的管控，服务学生自主学习，深化产教融合，提升教育教学质量。

在后续的研究中，将切实挖掘区块链技术在教育管理应用案例，并从哲学角度分析其在教育领域的立足点，为区块链教育技术管理提供更有力、更清晰的解读。

参考文献：

[1] 《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》解读[J].中国信息化，2021（7）：19-21.

[2] 王丹，沈云云.智慧教育背景下区域教育资源整合与共享机制研究[J].中国教育信息化，2021（5）：6-9.

[3] 曹博.智能化远程教育资源共享平台设计[J].电子设计工程，2021，29（13）：151-154，159.

[4] 宋志鹏.区块链技术在高职院校人才培养中的应用研究[J].科技经济导刊，2020，28（33）：148-149.

[5] 温伟胜，吕丽静，刘淑琴.基于区块链技术的职业教育学分制建设研究[J].中国储运，2021（9）：100-102.

[6] 宋薇.基于区块链技术助推高等教育创新发展的应用价值研究[J].北华航天工业学院学报，2021，31（4）：45-47.

[7] 谈利红，郑小红，杨宗发，等.共建共享型职业教育药学专业教学资源库建设与思考[J].卫生职业教育，2021，39（17）：20-21.

[8] 涂伟沪.区块链技术应用于教育系统的研究与设计[J].电脑知识与技术，2021，17（12）：61-63.

[9] 杨艳杰，刘烨昭，王昊.区块链技术促进在线教育模式发展路径现代化研究[J].科技经济导刊，2021，29（9）：25-26.

[10] 杨洪涛.基于区块链技术解决“双高”院校云教育平台建设重点问题研究[J].商丘職业技术学院学报，2020，19（4）：52-55.

收稿日期：2021-08-25

基金项目：国家自然科学基金项目（项目编号：61866006）;广西教育厅自然科学基金项目（项目编号：2019ITA01002）;广西职业技术学院教学改革课题（项目编号：桂职院（2019）176号193210）

作者简介：周杰（1992—），男，博士，研究方向为教育数字技术管理、大数据技术;杨琪琦（1997—），女，硕士，研究方向为刑法学、知识产权法;冯超玲（1970—），女，副教授，研究方向为计算机数学;梁钦（1991—），男，实验员，研究方向为软件工程;方韶珍（1981—），女，学士，研究方向为思想政治教育。