联盟链在教育领域中的应用研究

禤润堂?李冠楠?朱敏

摘要：旨在探讨联盟链技术在职业教育领域中的应用。首先，阐述了区块链技术公链存在的问题，并介绍了联盟链技术在隐私、性能和监管问题上的优点。其次，重点介绍了联盟链在职业教育领域中的应用，包括学籍认证、实验实训、实习管理和职业技能认证等。最后，总结了联盟链在职业教育领域中的优势和应用前景，以期为推动职业教育的智能化和数字化提供一些思路和方向。

关键词：联盟链；职业教育；实验实训；实习管理

一、前言

区块链技术自2008年发布以来，已成为计算应用领域研究的热点之一，同时也吸引了诸多行业的关注和应用。与传统中心化的应用不同，区块链技术采用分布式的方式实现了去中心化的操作，从而带来了更高的安全性、可靠性和透明度。国家对区块链在教育中的发展和应用也非常重视。2018年4月，在教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中[1]，提及探索基于区块链、大数据等新技术的智能学习效果记录、转移、交换、认证等有效方式，推进信息技术和智能技术深度融入教育教学全过程；2021年7月，教育部等六部门发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》[2]，其中明确提到了深入应用区块链等新一代信息技术，充分发挥数据作为新型生产要素的作用，推动教育数字转型。

在众多区块链技术中，联盟链技术作为一种针对特定行业或组织的区块链技术，由于其权限控制、高性能和灵活性等优势，逐渐受到了职业教育领域的重视。本文将探讨联盟链在职业教育中的应用，旨在为职业教育提供更加安全、高效、便捷和可靠的应用解决方案。

二、联盟链的特点

区块链是一种分布式数据库技术，可确保数据的安全性和完整性，无须通过中央控制机构或信任第三方进行验证。区块链的主要特点包括去中心化、不可篡改、匿名性和可追溯性等，区块链技术通过去中心化的方式，建立了一种全新的信任机制，可用于数字资产交易、金融服务、智能合约等领域[3]。

在区块链技术的发展过程中，面临着一些问题，如公链性能不足、数据隐私不保障、监管缺失等[4]。为了解决这些问题，联盟链技术应运而生，与公有链不同，联盟链是由一组特定的参与者组成的，这些参与者具有一定的信任和合作关系，彼此之间可以进行共享和协作，其具备以下特点：

1.去中心化和共识机制：联盟链采用去中心化的架构，由多个参与方组成，每个参与方都有权参与共识机制，决定交易的验证和记录方式。这种共识机制可以提高系统的安全性和可信度。

2.权限控制和隐私保护：联盟链允许参与方设定不同的权限和访问级别，只有经过授权的参与方才能参与交易和访问数据。这样可以保护数据的隐私和机密性，确保敏感信息不被未授权的人员访问。

3.高性能和扩展性：相比于公共区块链，联盟链通常具有更高的性能和扩展性，因为参与方数量相对较少，交易处理速度更快，同时可以根据需求进行系统的扩展和优化。

4.可编程智能合约：联盟链技术支持智能合约的部署和执行，这些合约是基于特定的业务逻辑和规则，可以自动化和执行预定的操作，提高交易的效率和准确性。

5.可追溯性和透明度：所有的交易和数据记录在联盟链上都是可追溯的，任何参与方都可以查看交易的历史记录和状态。这种透明度可以减少欺诈和错误，并提供更高的可信度。

6.合作与共识：联盟链是不同实体之间的合作和共识的结果。参与方通过合作共识达成一致，共同管理和维护联盟链系统，这有助于构建信任和建立良好的合作关系。

联盟链技术的原理是通过共识机制来维护整个系统的一致性。在联盟链中，节点之间需要达成共识来确认交易的有效性，而这种共识机制一般是基于权威性证明（Proof of Authority）、拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance）等算法实现的[5]。联盟链技术解决了公有链存在的一些问题，例如：

1.隐私问题：在公有链中，所有的交易信息都是公开的，这样可能导致用户的隐私泄露。而联盟链技术通过访问控制和加密技术，可以保护用户的隐私。

2.性能问题：由于公有链中的节点数量非常庞大，因此会导致交易的速度变慢。而联盟链技术中的节点数量相对较少，可以提高交易的速度和吞吐量。

3.监管问题：公有链中的交易无法被监管，这可能导致一些不法行为。而联盟链技术中的参与者是被授权的，他们可以被监管，从而提高了系统的安全性和可靠性。

联盟链技术具有去中心化、权限控制、高性能、智能合约、可追溯性和透明度等特点，并解决了公有区块链存在的隐私、性能和监管问题，这使得它成为在特定行业或组织范围内实现安全、高效和可信交易的理想选择。下一部分将探讨联盟链在职业教育中的应用场景和案例。

三、联盟链在职业教育中的应用

职业教育是一个由学校、政府、机构等多元主体组成的综合体系。学校作为主要的教育提供者，承担着培养学生职业技能和知识的重要责任；政府在职业教育中扮演着监管和政策制定的角色，促进职业教育的发展和改革；机构则包括行业协会、职业培训机构和企业等，它们与学校合作，提供实习实训、技能认证和就业机会等资源。这些主体以及主体内部的子部门都可以成为联盟链中的可信节点进行相互认证和数据交换。联盟链在职业教育的全生命周期中有着广泛的应用前景，可以为学生、教师和教育机构提供更安全、高效、便捷的教学服务。以下是联盟链技术在职业教育中的应用场景和案例：

（一）学籍管理

当学生进入职业教育阶段时，学籍管理是非常重要的。学籍管理需要记录学生的个人信息、学习成绩、选课情况、学习计划等信息，它们通常会在学生的职业生涯中扮演着至关重要的角色。然而，在传统的学籍管理中，学生的信息通常存储在学校的中心化数据库中。这种中心化的存储方式很容易被黑客攻击，从而导致学生信息泄漏、篡改等问题。此外，学籍管理通常需要不同的教育机构之间进行信息共享，这也给信息安全带来了挑战。

联盟链可以通过智能合约、去中心化存储等技术手段，帮助学生、学校和政府等机构实现更加安全、高效的学籍管理。学校、企业和政府等机构作为联盟链上注册的可信节点，在链上进行加密数据交换传输，可以使学生信息的存储和共享变得更加安全可靠，同时保护学生隐私和确保学校的信息安全。例如，澳大利亚墨尔本皇家理工大学（RMIT）使用联盟链构建了学生学历认证系统，该系统实现在链上学生学籍信息的安全存储和共享，有效地避免了学籍造假问题。同时，该系统还使用了智能合约技术，实现了学历信息的自动认证和审核，提高了学历认证的效率和准确性。

（二）实验实训

实验实训是职业教育中非常重要的一部分，实验实训环节需要大量的设备、耗材等资源，并需要多个学生在同一时间进行操作，因此，实验室管理、资源调配和实验结果管理是实验实训环节中需要解决的重要问题。以下为联盟链的一些应用场景：

1.实验设备共享与管理：可以基于联盟链搭建一个在校内有限区域内共享的、去中心化的实验室管理平台，实现实验室资源的共享和调配。每个实验室都可以成为联盟链中的一个注册节点，学生可以在平台上预约实验室时间、借用实验设备、提交实验数据，从而提高资源利用效率和实验条件的多样性。

2.实验结果的验证与共享：联盟链可以记录实验实训过程中产生的数据和结果，确保其真实性和不可篡改性。学生和教师可以通过联盟链验证和共享实验结果，促进实验实训的透明度和可信度。这有助于学生展示自己的实验成果，并为后续的学习和研究提供可靠的数据基础。

3.实验进度和反馈的实时监测：联盟链可以用于实时监测学生在实验实训中的进度和表现。教师可以通过联盟链获取学生的实时数据，提供指导和反馈，帮助学生改进实验技能和解决问题。学生也可以通过联盟链了解自己的实验进展和表现，及时调整学习策略。

4.实验实训成果交流和展示：联盟链可以用于学生之间和教育机构之间的实验实训成果交流和展示。学生可以通过联盟链展示自己的实验项目和成果，与其他学生和教师进行交流和学习。教育机构可以通过联盟链分享优秀的实验实训案例和方法，促进经验的传承和合作。

5.跨校合作实验：联盟链可以建立跨校的实验合作平台，多个教育机构可以共同开展实验项目，通过联盟链记录实验过程和结果，并确保各个参与方的权益和贡献得到公平认可。这种跨校合作的方式可以扩大实验实训资源的范围，提供更丰富的实验环境和学习机会。

（三）教学资源共享

教学资源共享是职业教育中的一个重要方面。教学资源包括教材、试卷、教学课件、视频、音频等多种形式的教育资源。这些教学资源可以帮助学生更好地学习，提高教育教学质量。然而，在传统的教学资源共享中，教育机构通常会将教学资源存储在自己的中心化服务器上，导致资源不够共享、易于遭受黑客攻击、维护成本高等问题。联盟链技术可以通过去中心化、安全、可靠的方式，帮助教育机构实现更好的教学资源共享：

1.共享课程资料：联盟链可以用于存储和共享教学机构的课程资料，如课件、教材、案例分析等。教师和学生可以通过联盟链获取这些资源，提高教学效果和学习质量。

2.跨学校资源共享：联盟链可以建立跨学校的教学资源共享平台，各个学校可以共享自己的优质教学资源，包括在线课程、教学视频、实验资料等。这有助于提高教学质量和多样性，让学生获得更广泛的学习机会。

3.教学内容版权保护：联盟链可以用于确保教学资源的版权保护。教育机构可以将教学内容的版权信息记录在联盟链上，确保教学资源的合法使用和防止盗版行为。

4.学习成果认证：联盟链可以用于记录学生的学习成果，如完成的课程、获得的证书等。这些学习成果可以通过联盟链进行验证和共享，使学生获得更可信的学习证明和学历认证。

5.资源评价和质量监控：联盟链可以记录学生和教师对教学资源的评价和反馈。这些评价可以被其他用户参考，提供有关教学资源质量和适用性的参考意见。同时，联盟链也可以用于监控教学资源的使用情况和效果，为资源的持续改进提供数据支持。

6.教师交流和协作：联盟链可以建立教师之间的交流和协作平台，促进教师之间的资源共享、经验交流和合作研究。教师可以通过联盟链分享教学方法、教案和教学实践，从而提升整个教育领域的教学水平。

（四）实习管理

当涉及工作实习管理时，联盟链也可以发挥其独特优势。在传统的实习管理中，存在很多问题，如难以确定学生实习期间的具体任务、缺乏统一的实习计划、难以确定实习任务完成情况等。通过使用联盟链技术，这些问题可以得到很好的解决。

首先，联盟链可以提供一个可信的、不可篡改的数据存储和共享平台，保证实习期间学生完成的任务和实习记录被准确地记录和保存，避免了学校和企业之间因为数据存储和共享问题而出现纠纷的可能性。

其次，联盟链可以为学校和企业提供一个可信的平台，只有经过认证的学校和企业才能实现数据上链和从链上获取数据。链上的学校和企业节点可以协作实习计划的制定和监控，使学校和企业能够更加紧密地合作，并共同制定实习计划，监控学生实习情况。

最后，联盟链可以帮助学校和企业实现实时数据共享和数据可视化，实习计划和学生实习情况一目了然，能够更快地发现问题并采取措施。例如，美国加州大学洛杉矶分校和微软公司合作，将联盟链应用于实习管理中，学生在实习期间使用微软的产品并提交实习报告，这些实习报告会被记录到联盟链上，并由学校和微软共同验证，确保学生的实习记录得到准确记录和保存。

（五）职业技能认证

职业技能认证是指对职业技能的证明和评估，是衡量个人职业素养和技能水平的重要手段。职业技能认证通常需要一个第三方机构来评估和认证，这个机构需要收集、验证和存储大量的个人和组织数据。联盟链可以用于改进职业技能认证的流程，通过将数据存储在链上，确保数据的不可篡改和安全性，并为认证机构和被认证者提供透明和可追溯的数据记录。以下是联盟链在职业技能认证中的应用：

1.职业技能证书的颁发。联盟链可以用于颁发职业技能证书，将证书的信息存储在链上，并确保证书的真实性和可信度。这样，求职者可以更好地证明自己的职业技能和素养，提高求职成功率。

2.职业技能认证的验证。联盟链可以用于验证职业技能认证的真实性和可信度，通过链上存储的数据，第三方机构可以快速验证个人的职业技能认证信息，并确保数据的不可篡改和安全性。

3.职业技能认证数据的管理。联盟链可以用于管理职业技能认证的数据，包括个人和组织的认证数据。通过链上的数据存储和智能合约的执行，可以确保数据的安全性和隐私性，防止数据被泄露或篡改。

4.职业技能认证的互联互通。联盟链可以用于实现不同机构之间的职业技能认证数据的互联互通，将认证数据存储在联盟链上，提高认证数据的互操作性和可靠性。

5.职业技能认证的隐私保护。联盟链可以确保技能认证的隐私保护，学生或从业者的个人信息和敏感数据可以以加密的形式存储在联盟链上，并且只有授权的机构或个人才能访问和验证。这样可以保护个人隐私，同时确保技能认证的有效性和可信度。

（六）学生就业

通过联盟链的应用，学生可以获得更准确、透明和可信的就业机会和发展支持。联盟链的去中心化、安全性和可验证性的特点，有助于解决信息不对称和虚假就业机会等问题，为学生提供更有价值的就业服务：

1.学生技能和背景验证：联盟链可以存储学生的技能证书、学历背景和工作经验等信息。这些信息可以被加密和共享，并由参与方共同验证，确保信息的真实性和准确性。学生可以通过提供联盟链上的链接或身份验证来证明自己的技能和背景，增加求职的可信度。

2.招聘匹配和推荐：联盟链可以将学生的技能和背景信息与招聘要求进行匹配，通过智能合约和算法提供个性化的职位推荐。这有助于学生更准确地了解适合自己的职业，并提高就业成功率。

3.可信的就业数据记录：联盟链可以记录学生的就业历史和就业数据，如就业岗位、薪资水平和工作时长等。这些数据由学校、企业和学生共同验证，并被永久记录在联盟链上。这为学生提供了可信的就业记录，为将来的职业发展和晋升提供有力支持。

4.职业发展和培训建议：联盟链可以根据学生的技能和背景信息，提供个性化的职业发展和培训建议。学生可以获得关于如何提升自己的就业竞争力、填补技能缺口和获取特定行业资质的指导。

5.职业导师和指导支持：联盟链可以连接学生和职业导师，为学生提供职业指导和支持。学生可以寻求导师的建议、行业见解和职业网络，从而有助于自己的职业发展。

6.虚拟招聘会：联盟链可以承载虚拟招聘会的信息和交互。学生可以参与在线的招聘活动，与企业代表互动，提交简历和进行面试。这为学生提供了更便捷和全球化的招聘机会。

（七）其他应用

除了上述应用，联盟链还能广泛应用于职业教育中的课程设计与评价、学分管理和学位认证等多个场景。例如，通过联盟链构建用于课程设计和评价的应用系统，记录学生的课程学习过程和成绩，确保数据的真实性和安全性，并提供更加精准的课程设计和评价等；通过联盟链建立学分兑换平台，学生可以通过联盟链将获得的学分兑换为特定的权益或奖励、申请奖学金、参与特定项目或换取学习资源等。

四、结语

随着联盟链技术的不断发展和应用，它在职业教育领域中的应用也将不断拓展和深入。未来，联盟链将继续发挥其优势，为职业教育提供更多更好的服务和支持。首先，联盟链技术可以更好地解决职业教育中的信任问题，为学生、教师、企业等各方提供更加可靠和安全的交互和合作环境。其次，联盟链技术可以进一步推动职业教育的智能化和数字化转型，例如基于联盟链的智能合约可以自动化处理职业技能认证、工作实习管理等流程，提高效率和准确性。此外，联盟链技术也可以为职业教育带来更加开放和共享的精神，促进不同学校、企业和组织之间的协作和共建，共同推动职业教育的发展和进步。

综上所述，联盟链在职业教育领域中的应用前景十分广阔，随着技术的不断发展和创新，联盟链将为职业教育带来更多的机遇和挑战，也将为学生的职业发展和社会进步做出更大的贡献。

参考文献

[1]教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].（2018-04-18）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[2]教育部.教育部等六部门发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》[EB/OL].（2021-07-08）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/202107/t20210720_545783.html.

[3]朱建明，付永贵.区块链应用研究进展[J].科技导报，2017，35（13）：70-76.

[4]梁秀波，吴俊涵，赵昱，等.区块链数据安全管理和隐私保护技术研究综述[J].浙江大学学报（工学版），2022，56（1）：1-15.

[5]邵奇峰，金澈清，张召，等.区块链技术：架构及进展[J].计算机学报，2018，41（5）：969-988.

基金项目：广东省普通高校特色创新项目“基于区块链的职业教育学生实践管理系统的研究与应用”（课题编号：2021KTSCX338）