区块链技术在高等教育中的应用价值及实现路径

纪伟哲

(厦门理工学院体育部，福建 厦门 361024)

“教育兴则国家兴，教育强则国家强”[1]。习近平总书记在党的十九大报告中指出，“建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程”。“高等教育发展水平是一个国家发展水平和发展潜力的重要标志”，事关教育强国战略的有效实施和持续发展[2]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》强调，要把改革创新作为教育发展的强大动力[3]。这就要推动信息技术和高等教育的深度融合，用创新思维和先进技术打造高等教育新生态体系，从而“实现高等教育内涵式发展”。近年来，区块链技术已经得到越来越多的国家和组织的关注和重视。习近平总书记主持中央政治局第十八次集体学习时强调：“区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用”[4]，要积极推动“区块链+”在教育领域的应用，为广大人民群众提供更加智能、便捷、优质的公共服务。近年来，学界对“区块链+教育”的研究力度日益加大，从不同学科、不同角度出发对“区块链+教育”问题进行了分析。综合现有的文献研究发现，“区块链+高等教育”已经成为我国高等教育变革的重要方向，但“区块链+高等教育”的实现路径的研究鲜见。因此，本文在已有的研究基础上，探索区块链技术在高等教育中的应用价值，并提出区块链技术在高等教育中的实现路径，以助力教育强国建设。

一、区块链概念解读

区块链(blockchain)这一概念最早源自比特币，中本聪在《比特币：一种点对点的电子现金系统》文章中将“区块链”作为比构建“比特币”的底层技术，从而为区块链的发展奠定理论基础。工业和信息化部于2016年发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书》，对区块链涵义进行了详细的说明[5]。从狭义上而言，区块链是将数据区块按照一定时间顺序进行组合而成的一种链式数据结构，并且通过非对称加密算法来保证数据信息不被篡改、伪造的分布式账本；从广义上而言，区块链是通过块链式数据结构对数据信息进行验证和存储，通过分布式节点共识算法对数据信息进行生成和更新，通过非对称加密算法保证数据信息的安全传输和访问，通过智能合约对数据信息进行编程和操作的一种全新的分布式基础架构与计算范式。中国信息通信研究院2019年发布的《区块链白皮书》则将区块链的定义为：一种由多方主体共同维护，通过非对称加密算法保证数据传输和访问安全，从而实现数据信息统一存储、不可篡改、不可伪造的记账技术，也被称为布式账本技术[6]。可以说，区块链是一种通过创新数据信息的存储、传输、验证方式，建构起具有去中心化、集体维护、不可篡改、可追溯性特征的分布式账本技术，进而提升数据信息的真实性、安全性和可靠性的技术。

二、区块链技术在高等教育中的应用价值

区块链可以为高等教育带来积极效应。将区块链引入高等教育，可促进传统高等教育模式的流程再造与结构重塑，推动高等教育理念、功能和管理等方面的创新。具体主要表现在以下四个方面。

(一)有利于生成智慧学习环境

学习环境再造是教育信息化的重要路径。随着社会进入“互联网+”时代，高等教育应思考如何应对以人工智能为代表的先进技术带来的链式反应，构建智慧学习环境，推动高等教育从“自适应”向“智适应”的跃升。区块链以其诸多先进技术,可以为学习者提供更高级的学习资源和学习环境支持，进而促进“区块链+高等教育”智慧学习环境的生成。

首先，通过区块链可以建构全民高等教育生态系统。目前，我国高等教育仍然由政府主导，由高校提供高等教育服务并开展文凭认证，公共高等教育内涵式发展相对缺乏活力，一定程度上制约了教育公平竞争的实现。“区块链+高等教育”可以通过分布式账本技术构建起去中心化的学习环境，消除“管办不离”“政校不分”的弊端，博物馆、社区组织、在线教育机构、企业等多元主体均可以成为高等教育服务的供给者，从而打造全民参与、协同共建的新型高等教育系统，满足学习者“随时可学、随处可学”的学习需求。例如，由前牛津大学多名学者共同创办的世界上第一所区块链大学——伍尔夫大学(Woolf)，并没有传统高校那样的实体校园，而是一个由相关专家学者向学生分享专业知识的区块链平台，学生可以在这一平台中自主选择自己需要的专业课程进行学习，并且通过区块链平台记录学习成绩和学位证书。

其次，通过区块链可以构建高等教育学习平台。高校、博物馆、社区组织、在线教育机构、企业等多元教育主体，可以充分利用区块链的技术优势，构建面向全体学生的“区块链+高等教育”学习平台，为学生自主学习提供学习资源。学生可以随时随地登陆学习平台查询自己需要的教育数据信息。例如，2019年，索尼与富士通公司启动了利用区块链技术记录课程数据与学生成绩的试点项目，学生利用Fisdom在线平台学习课程，由Global Education区块链云服务负责记录考试结果与课程数据。又如，由信息技术新工科产学研联盟区块链工作委员会指导，北京知链科技联合火币大学、链人国际等区块链领先产业和服务机构共同推出的“区块链通识教育公益课程平台”，为有志于学习区块链知识的学生提供多门区块链普及教育课程，帮助学生从不同维度、多种角度认识区块链[7]。

(二)有利于共享优质教育资源

教育资源的分隔状态，严重阻碍着教育公平的实现。因此，在教育强国的时代背景下，只有打破传统的高等教育资源共享壁垒，实现高等教育资源跨学校、跨地域的优质共享，才可以真正实现“低成本”与“高产出”，有效推进高等教育的公平发展。虽然《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020 年)》明确提出，要“建设开放的教育资源公共服务平台，促进教育资源的普及共享”[8]，但目前高等教育内涵式发展进程中面临着教育资源分配不均衡、教学资源利用不充分、学习资源共享不均衡等教育资源配置问题，没有达到高效共享的理想效果，反而在无形之中增加了学习者的负担。从教学资源上来看，受限于较为封闭的思想观念和管理体制，目前教学资源在共享过程中仍然存在资源匮乏、利用不高等问题；从教师资源上来看，由于地区经济发展不均衡、教育经费投入不均匀，我国高等院校教师队伍仍然存在“公强民弱”“东强西弱”的现象；从学习资源上来看，高校扩招之后受限于环境、资源等条件，难以为学生提供更加契合自身学习时间、兴趣爱好等要求的课程，难以实现个性化学习。

区块链的分布式账本技术、智能合约、共识机制使“区块链+高等教育共享”成为可能。它可以将海量的高等教育资源储存在区块链链式结构中，同时向全网进行广播和实时备份，并且在实时备份过程中完成资源共享。同时，区块链的去中心化特点使“区块链+高等教育资源共享”不再需要中介方完成证书验证，任何人都可以查询、访问自己感兴趣的教育资源，打破不同地区、不同学校、校内不同部门和不同学科之间的教育资源共享、信息互通的壁垒，将教育者、学习者、内容生产者、内容传播者等高等教育参与者有机联系起来，从而提高教育资源共享效率。借助区块链，不仅可以为全国各地的学习者提供更多的优质教育资源，而且可以改变我国高等教育资源不平衡不充分的发展形势，为挖掘和整合优质高等教育资源、搭建高等教育资源共享体系提供坚实的技术支持。例如，索尼全球教育(sony global education)开发的区块链服务计划，本质上而言是一种数据加密传输技术，可以在网络上共享各种官方教育资源和学术信息，为教育数据存储、共享打开新的大门。同时，“区块链+高等教育共享”还可以有效解决教育资源的知识产权保护问题，只要教师将自身独创的教育资源“上链”，就可以对资源进行数字签名，其他人如果要使用这些资源就必须付费，从而更好地提升教师分享教育资源的积极性[9]。

(三)有利于改进课堂教学方式

区块链不仅颠覆了传统的知识传播手段，而且为“互联网+”时代下改进教学方式和教学策略提供了技术支撑。

首先，区块链点对点传输技术可以助力教学内容个性化制定，进而为学生个性化学习的顺利开展奠定基础。个性化学习是根据每个学生不同的需求和能力来设计针对性的教学内容、恰当的教学策略，从而为学生提供科学合理的学习支持服务。个性化学习有利于改进学校教育存在的缺陷和不足，对学生综合素质发展具有重大意义。但是，在传统教学模式影响下，教学内容、教学策略以及学习目标都由学校或教师统一设置并具体实施，且相关数据信息均以书面形式呈现，过于强调统一而缺乏个性。虽然，这种教育模式具有一定合理性，但面对高等教育变革和培养创新精神的需求，从外源性学习走向内生性学习是发展的必然趋势。将区块链引入高等教育中，则可以赋能学生个性化学习，促进学生实现个性化发展。一方面，点对点传输机制可以客观、自动地记录每一位学生的学习经历、学习内容、学习成效等个性化数据。在此基础上，利用这些客观真实的链式数据账本，可对学生的学习数据信息进行智能分析和可视化呈现，建立学习者“用户画像”，从而精准把握学生的学习动态和发展需求，进而使学生学习需求与教育服务供给实现精准匹配。另一方面，依托区块链数据共识机制和点对点传输机制，可以为师生创设一个交流沟通平台，通过师生对话为学生提供更多动态化、个性化学习服务，助力高等教育主客体间信任关系的和谐构建[10]。

其次，区块链的链式结构可以为无边界教育的有效实施提供技术支撑，进而以完整的教育生活促进学生的完整发展。随着各种先进信息技术在教育领域的广泛应用，教学的边界被逐步打破，无边界教育成为一种新趋势，其将学习者置于教学活动的主体地位，使面向每一个学习者的个性化、定制化教育得以可能，但无边界教育发展过程中面临着碎片化、无序性等问题。可以借助区块链技术消除这些问题，从而推动无边界教育深入发展[11]。一方面，区块链本身具有很强的开源性，每一位学习者都可以平等参与到学习数据信息的记录、维护和共享中，并且按照自己的学习需求和兴趣爱好选择“区块链+高等教育”系统中的教育者，从而消除无边界教育的无序性问题。另一方面，区块链本身作为一种链式结构，可以将学生所有学习记录以数据形式进行存储和溯源，便于教育者及时调整学习内容和教学策略，从而消除无边界教育的碎片化问题。

(四)有利于实现精准教育评价

教育评价是检验高等教育教学效果的重要手段，它不仅影响着高校教育资源配置和教育教学行为，同时也是新形势下高校提升教育教学工作质量的起点与基础。但是，我国高等教育评价仍然存在教学评价主体单一、不够全面、时效不强等问题，难以获得真实准确的评价结果，不利于发挥教育评价对教育变革与创新的积极作用。依托区块链，辅之以大数据、人工智能和物联网等先进技术，则可以实现对教育教学的精准评价，促进高等教育质量的提高[12]。首先，传统高等教育模式下的教育评价主体和指标过于单一，忽略了学习者的个体差异，难以满足当今社会经济发展对多元人才的需求。将区块链技术引入高等教育评价，则可以驱动教育评价主体的多元化，学校、教师、学生、家长、企业、社会等主体均可参与其中，而且这些评价主体在“区块链+高等教育”系统中都是平等的，体现“以生为本”的教育教学理念。其次，传统教育评价数据收集不够全面、及时，从而导致教育评价难以全面、及时和准确地反映学习成果。将区块链技术引入高等教育评价，可以实时无损采集学习活动中产生的各种数据，从而为诊断性评价、形成性评价和终结性评价提供实时性强、真实记录且长期保存的数据，为及时反馈、因材施教提供强有力的数据支撑。

教育评价除了对学生学业成绩的评价之外，还涉及对教师教学质量的评价。在传统教育评价体系下，受限于各种主客观因素的影响，导致对教师评价存在弄虚作假等乱象，难以达到真实准确的评价效果。依托区块链技术的可追溯性和不可篡改性，可以使教师评价过程更加透明、评价数据更加客观、评价结果更加准确，从而精准评估教师职业能力，并详细记录教师职业生涯所取得的成就、努力与付出，促进教师职业的专业化发展。同时，还可以将教师的所有评价结果上传到区块链，然后在教育行业实现信息共享，不仅可以打破教育信息流转壁垒，而且可以实现教师信息“逐次加入、反复使用”，从而使教师信息在不同单位实现无缝衔接、精准匹配，进而使教师评价管理工作得以有序开展。

三、区块链技术在高等教育中的应用路径

(一)构建基于区块链技术的高校教育管理体系

目前，工作繁杂、手续较多、效率不高等现实问题仍然阻碍着高校教育管理水平的提升，进而影响到我国高等教育的可持续发展。因此，高校应转变教育理念，构建基于区块链技术的高校教育管理体系。具体而言，应着力采取以下几个措施：

第一，构建基于区块链技术的智慧管理系统。目前，大多数高校往往在教务、科研、师资、学生事务管理等方面各自为政，数据格式不一致，浪费大量时间和精力。对此，可以引入区块链的智能合约机制和共识机制，为每一位工作人员建立许可链，随时将自己负责的业务上传到区块链管理系统并转化成为智能合约中预先设定的统一代码。区块链管理系统，可以根据该代码对相关数据进行自动比照，然后按照智能合约自动处理管理事项，不再需要人为干预。此外，当个别部门没有及时上传数据或者数据缺失的话，智能合约会及时发送预警，并且在区块链上实时记录，从而有利于责任倒追。构建基于区块链的智慧管理系统不仅有利于降低管理成本，而且有利于提升工作实效。

第二，构建基于区块链技术的资源共享平台。国家在高等教育领域先后实施了国家精品在线开放课程、职业教育专业教学资源库、“双高”计划、国家示范性高等职业院校建设计划、世界一流大学和世界一流学科建设等重大项目，积累了大量的优质教学资源，但因受限于各种因素，其共享程度未能达到预期目标。通过区块链分布式账本技术，可以将分布在各地的优质教育资源上传、存储在不同的区块中，并且对这些上链的教育资源写入私钥和时间戳，在保护资源原创的同时打通资源孤岛，从而提升优质教育资源的共享率。此外，使用者还可以将教育资源的问题和不足上传到区块链系统，原作者可以及时接收，对教育资源进行修改和完善，进一步提升教育资源质量。

第三，构建基于区块链技术的档案管理系统。学生档案管理对于学生个性化学习和综合素质发展至关重要。目前，高校主要以纸质形式存储学生档案，不易保存且不成体系。有鉴于此，可以尝试引入区块链技术，构建基于区块链的档案管理系统，从而实现对学生个人信息的客观真实且完整全面的记录。高校可以将学生个人档案方案写入区块链的智能合约中，当学生在学习过程中顺利达到预先设定的智能合约时，便可以自动生成个人档案并记录存储，在经过主管部门验证之后便向整个区块链节点广播，最后生成可供学生、学校、家长以及其他社会机构进行查询的专有文件。基于区块链的档案管理系统，可以全面记录学生的学习成绩、兴趣爱好、心理特征、社会实践，从而详细记录学生的学习过程和学习结果，并在此基础上通过大数据形成学情分析报告，从而为学生提供更适合的个性化学习方案。

第四，构建基于区块链技术的综合评价系统。《深化新时代教育评价改革总体方案》为新时期教育评价指明了方向，高校可以引入区块链技术，构建符合时代发展要求的综合评价系统，实现对学生全面、科学的评价。高校可以将学生评价方案写入智能合约中，一旦学生的行为、数据达到预定的智能合约时，将在区块链自动产生相应的评语和等级。同时，学生自身以及和学生相关的个体(教师、家长、同学、实习单位、社会实践单位)等都可以登陆区块链节点对学生进行评价，经过智能整合、分析，最终形成一份对学生全面、科学、客观的评价报告，从而促进学生综合素质的全面发展。例如，廊坊市教育局教育数据监控平台，融合大数据技术和区块链技术的去中心化特性和共识机制，实现对教育数据价值的挖掘、分析和再利用，以满足教育管理部门监督监测、评价和决策支持的实际需要，提升廊坊市教育和公共服务能力。该平台还建立了分层的教育数据认证服务门户，形成了集多种服务于一体的综合认证门户。

(二)构建基于区块链技术的学历证书认证平台

高校学生的学历学位证书主要包括毕业证书、学位证书、职业资格等级证书、培训合格证书、社会实践证明、项目团队身份证书等，不仅是学生专业知识和能力证明的重要材料，同时也是企事业单位聘任毕业生的必要参考依据。但是，目前大多数学历学位证书都是纸质形式，不仅容易损坏而且经常丢失。一旦丢失，由于需要对证书持有者进行身份确定，导致补办较为困难，如果证据链断裂的话则难以补办证书，从而给广大学生带来诸多不便。同时，在求职市场中，学历学位证书造假早已不是新鲜事，这就导致企事业单位在招聘时必须花费大量时间精力去查验应聘学生学历学位证书的真实性，给广大企事业单位带来诸多不便。有鉴于此，高校可以引入区块链技术，构建去中心化的学历证书认证平台，保障学历学位证书的完整、真实、可信记录。可在区块链学历证书认证平台上创建学历学位证书和职业技能等级证书两个区块，分别记录相应的证书信息。高校教务管理部门可将不同类型证书条件写入区块链的智能合约中，一旦学生通过努力达到预选设定好的智能合约，便会在区块链系统中自动生成带有主管部门签名或者数字印章的电子证书，在验证审核之后向所有节点进行广播，从而形成可供企事业单位查验的区块链学历证书或者职业技能等级证书。学生在应聘时，只需要将电子证书的秘钥发送给企事业单位，企事业单位只需登陆区块链进行查询、验证证书的详细信息及其真实性。同时，区块链技术具有不可篡改、去中心化的优势，系统中的证书数据信息不会被恶意篡改，并且可以对证书数据信息进行永久保存，不会因为证书主管单位倒闭而影响证书的验证。例如，由阳光学院和高雄科技大学联合研发、以区块链技术为核心的数字毕业证书系统日前正式上线。阳光学院2017名应届本科毕业生除拥有传统纸质毕业证和学士学位证外，还可获得数字毕业证书。目前，阳光学院已在官网上设置了数字证书系统的入口，并能演示数字证书系统的部分核心功能。学生在官网中找到系统入口，登陆自己的账号，便可找到自己的“证书资产”，点击打印即生成一张PDF格式的数字毕业证书。

(三)构建基于区块链技术的知识产权保护平台

教育资源以教学课件、教学视频、教学论文等形式存在，在版权法中被视为“作品”，具有知识产权。目前，伴随着先进信息技术的发展和普及，高校教育资源已经呈现出去中心化的特点，教师或学校均可以独立发表自己的教育资源。但是，数字教育资源在分享的同时，也出现了被抄袭、被改编的现象，严重侵害了知识作者的合法权益，影响了教育工作者的创新、共享积极性。因此，只有加大对教育资源的版权保护力度，才可能生产出更多优质的教育资源，最终实现良性循环。区块链不仅是一个数据库，也是一种版权保护技术，可以依托区块链技术的不可篡改、智能合约的特点加强教育资源知识产权保护。首先，学校或教师可以将各种形式的教育资源上传至区块链，并加盖时间戳、进行数字签名。如此，不仅可使数字教育资源不被篡改及销毁，还可以确定数字教育资源的产权归属，从而为创作者维护自身合法权益提供强力支持。其次，区块链技术具有可追溯性，数字教育资源在交易和流动过程中均会自动保存数字签证，创作者一旦发现作品被剽窃、盗版，便可以通过区块链进行追溯、取证，有效降低维权成本，维护创作者的合法权益。最后，可借助区块链的智能合约简化版权交易流程。任何人要想利用这些数字教育资源均可以履行智能合约，通过支付一定费用而获取正版，帮助原创作者获得相应的报酬，进一步激发他们的积极性和参与度，保持优质教育资源的创新性和共享度。同时，区块链技术的智能合约可以预先设定相应的资源共享规则，对数字教育资源质量进行把关，对创作者的资质进行认证，从而进一步提升数字教育资源共享质量。例如，广州知识产权交易中心积极探索区块链技术与知识产权交易场景融合，联合广州科创空间信息科技有限公司，应用区块链底层技术搭建知识产权交易商城“知交汇”。“知交汇”平台重点解决知识产权交易资源信息孤岛、建立交易机构之间的信任、提高协同效率降低参与机构的运营成本等主要问题。

(四)构建基于区块链技术的学习学分银行平台

学分银行是高等教育发展过程中的一种新型管理模式，其借鉴银行的借贷功能和流程对各类学习成果进行认证、核算，将学历教育和非学历教育有机结合起来，学员可自主选择课程内容、学习时间和学习地点，是一种实现弹性学制、推进终身教育的重要手段。早在2018年，我国在线开放课程总数已经突破5 000门，选择在线学习人数突破7 000 万人次，这就需要引入在线课程学分银行来保障教学质量[12]。但是，学分银行在运转过程中存在程序复杂、数据泄露、认证较慢等问题，这在一定程度上影响了学分银行的高效运转。因此，高校可以构建基于区块链技术的学习学分银行平台，利用区块链的分布式存储、智能合约优势来解决学分认证难题，提高学分银行的运行效率。首先，高校、社会教育机构等主体可以将每一门在线课程学分的具体要求写入区块链学习学分银行平台的智能合约中，当学生在区块链内选修该门课程，经过一段时间的学习，满足智能合约中的学习时间、回答问题、完成作业、通过测试等条件时，则自动触发智能合约，在区块链内写入学生参加该课程学习获得的学分。其次，高校、社会教育机构等主体还可以设定学分管理方案并上传至区块链，主要包括学习时长、学习内容、线上练习、期末测试等，并登陆区块链系统对学生在线学习情况进行查询，及时掌握学生具体学情，在此基础上，对课程教学体系进行优化和完善，不断提升课程教育质量。最后，用人单位、其他院校等机构用户可以利用时间戳查询学生的学分获得情况，对学分进行全程追踪、溯源，防止学生虚报学分、篡改学分，使学分得以在不同院校、机构之间进行认证和交换，帮助学生顺利获得学习证书或学历。例如，网班科技在上海现代服务业联合会的指导下，于2018年EDC教育链基础上，推出了面向各类培训机构的教育区块链学分银行联盟平台，以技术服务的方式为各类机构搭建基于区块链的学分和证书系统；好未来近期也发布了区块链学分系统的白皮书，宣告将启动区块链应用。

四、结语

区块链技术作为下一代价值互联网基础协议之一，将为各行各业带来改革性、颠覆性的变化，技术的迭代更新需要我们用战略性的眼光去看待。将区块链引入到高等教育领域，有利于生成智慧学习环境、共享优质教育资源、改进课堂教学方式、实现精准教育评价，这些独特优势为推进高等教育改革进程提供了一条有效的促进和优化之路，为高等教育的创新发展提供了系列的实践策略，包括构建基于区块链技术的高校教育管理体系、学历证书认证平台、知识产权保护平台、学习学分银行平台等等。借助区块链技术与思维来推动高等教育改革，既是时代发展的必然，也是保障和提升高等教育实效的有效手段。尽管，区块链在我国高等教育领域中的研究与应用起步不久，但随着我国积极推进“教育新基建”及“教育数字化转型”等工程，相信区块链技术必将成为推进高等教育发展的关键技术，有效支撑我国教育的高质量发展。