基于区块链技术的学生体质监测系统构建

利用区块链技术，基于KRM-A6校务通平台，构建学生体质监测系统。本文从学生体质监测现状、体质监测平台构建等方面进行分析。研究发现学生参与体质监测内驱力不足，教师参与据采集和整理上传环节责任心不足，忽视学生体测数据的应用和测试结果反馈；构建学生体质监测系统可以有效的提升数据质量，主要包括创建学生体质监测数据库、制定运动货币奖励机制和个性化运动处方三个方面的内容；同时也面临区块链技术人才的缺乏，体质监测系统的管理的不足和深化学生体质监测系统的现代化研究的困难和挑战。

1 前言

党的十八大以来，学生的体质健康问题备受国家重视。教育部公布的我国第八次的学生体测数据显示，中小学生的体测优秀良好率上升幅度大，大学生的体测优秀良好率增长0.2%。高校大学生的体质健康测试年年都在进行，而大学生的体质健康水平却停滞不前，这表明大学生的运动动机不够充分，各高校的体质测试数据反馈效果不佳，还不足以给大学生群体制定有针对性质的运动处方。2019年10月，习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时指出“要探索利用区块链数据共享模式，积极推动区块链技术在教育等领域的应用”。区块链技术是种存储信息的，不易被伪造和篡改的公布式公开账本技术，现如今在税务，医保，车辆年检等业务信息上发挥着重要作用，同时为学生体质监测系统的搭建奠定了基础。本文利用区块链技术与学生体质监测系统相结合，解决当下体质测试数据失准失真、资源共享困难、信息反馈滞后等问题，为今后各高校体质测试数据区块搭建成链，构建高校点对点网络（P2P）打下基础。并在系统中添加运动奖励货币（运动币）机制和个性化运动处方功能，提高学生的运动热情，让学生能够获得适合自身身体素质的运动处方。

2 基于数据质量的学生体质监测数据现状

2.1 学生参与体质测试内驱力不足

学生体测的成绩，是直接影响数据质量的主要因素。部分学校在组织测试前，未对学生进行宣传讲解，只发通知，因此许多学生对体测的标准和相关要求不太清晰、体质监测的意义及自身的体能和健康认知度不高，对本人的测试成绩不清楚，无法指导学生参与体育运动，影响锻炼效果。

学生体质健康是学校人才培养的重要组成部分。部分学校未将学生体测成绩列入学生档案，未能掌握学生体质健康动态变化，在学生综合素质评定中未得体现，学生自身的体质健康意识未能强化。在评优评先方面，将体测成绩评定登记作为一项基本条件，作为三好学生、优秀干部以及各类奖助学金的一项参考评比内容，但多数学校教务处未将学生体测等级要求列入评审文件，这不利于激励学生在学习之余重视强化体育锻炼，提升自身的体能健康状况。

2.2 数据采集和整理上传环节责任心不足

学生体质监测制度仍然存在很多弊端。政府和教育行政部门十分重视，少数学校缺失对学生体质监测的责任心，组织测试不严谨，部分教师对测试方法的规范化和标准化掌握不够，纸张的和电子设备记录成绩均易造成数据丢失。在整理数据上传系统时，由于部分老师未掌握好电脑数据传输技术，且态度不认真，误传数据情况多，造成学生体测数据失真，数据共享不明等问题。甚至有学校钻数据系统无监管的空子，随意黏贴复制纂改学生成绩，虚假上报数据。上报失真质量较低的数据，这是国家资源的浪费，同时也不利于学生体质健康发展，教师采集数据的责任心和信息技术素养的提高有待加强。

2.3 忽视学生体测数据的应用和测试结果反馈

国家学生体测评价体系主要有体质测试、数据整理上报、抽检复核、数据分析、监测结果公示等步骤组成，这对了解和监测学生体质现状和变化起了较大的作用，却没有对学生体测数据的有效应用，缺少对学生自身的体育锻炼指导，对体育教学和反馈和改进。对学生体测数据应用的忽视，在促进学生健康促进、培养学生终身体育习惯未发挥其效果。孙双明指出，欧美发达国家将体测数据反馈至教育行政部门、学校和家庭，并协助学校和家庭全面了解学生本人的体质状况，针对学生的体质和体能情况提出锻炼方案。

进行数据反馈，才能进行有效的数据应用。然而，多数学校对数据反馈情况并未引起足够的重视。比如，体育教师只对体质测试是否通过进行单一的反馈，未对学生体质体能变化情况做具体分析，缺少与学生个体体质进行健身锻炼指导的反馈；因此，重视体测数据的反馈与应用，为大学生制定运动计划，并对大学生参加体育锻炼做出具体的反馈和指导，有利于促进学生体质健康并养成终身体育习惯。由此，基于区块链技术视角下，学生体测监测不仅能够注重数据监测，而且能实现数据反馈与应用并用，充分发挥区块链技术的思维方式，利用学生体测的数据信息，制定个性化运动处方，助力于学生进行运动锻炼。

3 江西软件职业技术大学校务通平台的学生体质监测系统构架

3.1 于区块链技术的KRM-A6校务通平台

基于区块链技术的江西软件职业技术大学KRM-A6校务通平台，为大学教育管理和人才培养过程提供全生命周期的解决方案，平台利用区块链、物联网、大数据、移动互联网、计算机网络、云存储、云计算、人工智能等诸多技术手段，为学校管理、教育培养提供技术上的支持和保障。系统覆盖大学的学生管理、教务管理、图书管理等诸多方面，是大学校园管理实现全方位、人性化、网络化、智慧化的综合性解决方案。

在KRM-A6平台上构建学生体质监测系统，可以实现我校学生体质监测管理，构架如图1所示：

3.2 体质测试数据库

学生体质健康测试主要存在测试标准不一致、获取数据效率低、篡改数据成本小、信息存储不安全等问题，将区块链技术运用于学生体质健康测试，不仅可以使学校、地级、省级能够高效率、低成本掌握学生体质动态信息，还能保障学生体质测试数据的存证、共享、监管和追溯，可以很好的解决当下危机并实现社会价值。基于校务通平台的学生体质监测系统构建，首先从学生体质测试的标准及录入开始，平台利用智能合约技术可以很好的解决测试标准不统一、上报困难和反馈信息滞后的问题，学生通过校园通app上的身份证明进行身份认证，后进行项目测试，再将测试数据直报至网络节点，各节点将满足共识机制的标准化数据录入进数据库，从而保证学生、学校和政府能够及时掌握信息并进行反馈。在确保了体质测试数据高效率的上报与传输时，数据的可靠性也要得到保障，有研究表明，有学校为了自身利益，恶意篡改學生体质测试数据，使得上报值和抽测值存在明显差异，表明学生体质测试工作懈怠、数据造假成本低。时间戳技术表明一份数据在一特定时间点是已经存在了的且完整可验证的数据，安全性极高，有效的避免此类现象发生。测试过程中，受试者先进行身份验证，然后开始体质测试，在测试过程中需由他人将受试者的测试视频记录下并和测试成绩打包形成一个区块，每一位受试者的测试成绩和视频都会形成一个区块，且会按时间顺序进行排序，这种不可变更的时间戳可以掌握数据的开始、发展过程与结果，确保了数据的可靠性和安全性。每个区块成链后同时也会受到非对称加密技术的保护，在抽查或复查数据时只需匹配学生样貌和测试视频的匹配度即可完成，极大的减少了经济支出，且基于非对称加密技术的公私钥机制也能够发现、防止数据被篡改的风险。最终，每个班级的体侧数据都会形成一个子区块链，再以学院为单位对区块进行划分，利用链式结构（班级——学院——学校），整合各学院数据构建学生体质健康测试数据库。

3.3 运动货币奖励

在2018年的《中国儿童青少年体育健身指数评估报告（2017）》文件中提出，“学生参加体育运动依然是被强制性的，学生体质健康取得的成果较为脆弱”。说明大学生仍未养成运动锻炼的习惯，形成运动锻炼的习惯促进体质发展还需努力。在《国家学生体质健康标准（2014 修订）》中提出：“着重强化教育激励、反馈调整和引导锻炼的功能”。因此，建立高质量的激励机制，做好学生体测数据反馈，引导学生积极参加体育锻炼也是学生体质监测的重要内容。学校应考虑到大学生群体的个性化需求，提供多样性供给与高质量的服务。如果说公共体育课是大学生运动兴趣培养的基础，体育教师布置的课后任务是学生保持良好身体素质的保障，那么，高质量的激励机制系统则是激发学生产生运动兴趣的“钥匙”。因此，高校可通过建立相应机制提高学生锻炼的自主性与积极性。区块链技术具有去中心化、分布式记账等特点，能够解决货币传输被操纵、交易账本被篡改的风险，再与本校已有的校务通平台联动，能够高效获取学生信息、保障学生信息安全。校务通运动激励机制以运动虚拟货币模式为主，运动币的获取方式以激励学生参加校园活动、自主锻炼为主，如通过参加志愿者活动、运动会项目、校园文化活动和自主锻炼等。同时，运动币的使用途径也要为学生服务，如兑换学分、食堂消费券等，高质量的服务是保证运动币不贬值的关键，所以应提前与学校、商家等沟通保障服务质量。

3.4 制定个性化运动处方

随着“运动是良医”理念的发展，运动处方的推广与应用引起了社会的广泛关注。研究表明，运动处方对提升学生体质健康具有积极的一面。对于身心健康的大学生群体，系统可通过学生信息与体质测试数据库成绩相匹配，学生进入系统后可选择运动经历、运动爱好、运动情况、是否发生过运动损伤等填选项，之后系统便会生成锻炼指导并制定运动处方。系统中还有针对受伤、患病等特殊学生群体选项，这类学生需要先填写病史及健康状况选项，系统则根据不同身体条件进行判定后生成相应报告和运动处方。

4 结论

依据学生在体质健康监测中出现的问题，利用校务通平台构建本校学生体质监测系统。区块链技术为学生体质监测提供了新的思路与视角，起到规范体育教师及工作人员的技术标准，可改善数据失真问题，同时强化监管，提高师资的信息素养，推动学生体质健康数据监测的升级，对学生体测数据到了较好的治理效果。虽然区块链的学生体质数据监测有如此多的优势，但还面临着各种各样的挑战，如区块链技术人才的缺乏，体质监测系统的管理的不足，体测过程和数据库的进一步优化，深化学生体质监测系统的现代化研究，还需要不断进行大量的研究和尝试。

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基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目（编号：GJJ216408）。

作者简介：彭叮（1983—），女（汉族），江西吉安人，研究生，副教授，主要从事学生体质健康促进研究。

（作者单位：江西软件职业技术大学）