基于區塊鏈技術的在線教育平臺構建研究

◆劉志豪 房琳清

基于區塊鏈技術的在線教育平臺構建研究

◆劉志豪 房琳清

（青島大學 商學院 山東 266101）

《“十三五”國家信息化規劃》提出加強區塊鏈等新興技術基礎研發和前沿布局，作為去中心化的網絡技術框架，區塊鏈已在金融、公證與數字資產管理等領域獲得應用并出現顛覆式設想。本研究基于區塊鏈技術的興起背景，研究了其在教育行業的具體實踐。通過分析其發展現狀，構建出有關平臺和架構設計以及發展思路。此外，本文對區塊鏈技術下的在線教育平臺的優勢、劣勢、機遇和威脅等方面進行分析，對未來區塊鏈在教育領域的發展做出展望。

區塊鏈；在線教育；創新教育；教育公平

1 研究背景及意義

1.1 研究背景

“百年大計，教育為本”，良好的教育是科技發展的根本。當今世界是信息技術主導的世界，尤其是物聯網讓人們迎來了萬物互聯的時代。2020年新冠疫情的暴發，也間接的促使在線教育蓬勃發展。改變了教師和學生之間關于時間、地點等方面的僵化體系。學習的方式變得多種多樣且更加人性化。跨入21世紀以來，我國教育事業飛速發展，伴隨著結合信息化的高度重視，在線教育逐漸走進人們的視野并且被大多數人所逐漸接受。這極大地支持了并進一步優化了在線教育行業[1]。從全世界的角度來看，在線教育這一教育方式勢頭良好，卻仍然存在著許多問題。例如信息不對稱、資源匹配對接困難、IP內容維權困難、高交易成本等現象很多時候仍然阻礙著在線教育的進步，是目前該行業的幾個短板[2]。而隨著區塊鏈技術的興起，其系統的透明化、數據不可竄改等特征，完全適用于解決上述在線教育行業存在的問題，區塊鏈技術下的在線教育平臺有機會解決教育行業的核心痛點。

1.2 研究意義

區塊鏈技術的誕生是具有里程碑意義和價值的。它依靠密碼學和數學巧妙的分布式算法，在無法建立信任關系的互聯網上，無需借助任何第三方中心的介入就可以使參與者達成共識，以極低的成本解決了信任與價值的可靠傳遞難題。此外，近年來在線教育蓬勃發展，解決了當前教育資源分配不均等一系列問題，但是就目前的互聯網技術而言，在線教育平臺的發展仍存在諸多問題，例如信息不對稱、教育經歷和證書不被認可等等。隨著區塊鏈技術的發展和逐漸成熟，現已被出現在相關行業的視野中，且被信用背書、信息加密以及只能合約等多個方面涉及，在教育行業中也存在較高的發展空間[3]。該技術常常被教育行業用于：（1）分布式學習記錄存儲；（2）為在線教育出示權威的、花費少的證書系統；（3）代替智能合約，發揮教育契約和憑證的作用；（4）代替版權證書等憑證，存儲教育資源以及科研成果；（5）作為知識貨幣，發揮去中心化的世界知識庫的作用。為此，將區塊鏈技術與互聯網教育平臺進行創新性的結合，搭建新一代的區塊鏈+在線教育平臺，對解決目前在線教育中存在的問題具有重大意義。

為此，本文從區塊鏈的基本概念和發展現狀入手，提出基于區塊鏈技術下的在線教育平臺的基本架構和實現思路，進而對其未來發展做出一系列相關分析，希望能對我國的教育事業做出貢獻。

2 基于區塊鏈技術的在線教育平臺發展綜述

2.1 區塊鏈技術的基本概念

區塊鏈是一種基于時間發生先后，把數據團組按照特定序列進行排列的數據庫，而且按照密碼學專業手段來保護數據的安全。它包含的信息包括歷史交易數據等，是發生在某一既定群組內開放的、長期存在的信息塊。從某種程度上來說，區塊鏈技術核心要素包括塊鏈式數據結構、分布式節點共識算法、密碼學的手段、自動化腳本代碼組成的智能合約以及分布式基礎架構和計算方式等[4]。以上要素保證了區塊鏈技術的數據特性，諸如生成、驗證、存儲以及更新數據，還有數據的安全性。同時，區塊鏈還具有去中心化的優點。當今世界，對這種技術應用最為突出的便是比特幣。其優勢在于減少了中間環節，貨幣密碼的對接更加便捷[1]。

2.2 區塊鏈技術和在線教育

工業信息革命和網絡的發展革新了教育模式。遠程教育和網課等學習方式如雨后春筍般冒了出來。區塊鏈作為虛擬資產的憑證，承擔了知識資產循環于師生乃至家庭等人員團體的過程。而教育區塊鏈形成的是知識資產循環的憑證，存儲在線教育社區內的種種數據。教育區塊鏈的人員構成包括了提供者、學習者以及宣傳者。通過數據儲存可以記錄社區里各方構成的活躍度，進而促使各方更加積極主動，使得整個社群和生態系統良好運轉，并且都能從中獲益。

區塊鏈技術的興起引起了學界、政界和商界的普遍興趣。該技術的種種優勢必將會在教育行業得到優異的成績和效果。尤其是在線教育行業，其價值和途徑主要有：

（1）促進教育資源（OER）健康、高效、可持續利用。21世紀的教育行業日新月異，資源大大豐富。師生都擁有了更加方便的數字資源。然而版權意識以及資源冗雜等問題也困擾著人們。怎樣打造健康、高效、可持續利用的教育資源體系，是擺在如實世界OER領域的難點和痛點。而區塊鏈技術的出現，讓人們眼前一亮，以上問題有了新的解決思路和方向，OER也有機會奔向新高地。

（2）充分利用電商系統，推進資源和服務的智能化、不間斷交易。基于智能合約，區塊鏈技術能夠形成教育契約的憑證，形成一個非現實的金融教育平臺。這個平臺囊括了網絡課程培訓以及配套工具等，受教育者能夠依照自身情況，挑取適合自己的課程內容，實現個性化定制。

（3）形成學生信息數據庫，搭建教育學習新機制。區塊鏈技術的記憶能力將學生的信息完完整整地記錄下來，并且就像檔案一樣伴隨終身。教育組織可以不受空間和系統的約束在該數據庫記錄或者調取有關人員的數據，極大程度上減少了教育行業里面的信用不完善以及學校-社會脫節的現象。

（4）構建去中心化教育平臺，促進教育公平。目前，我國的教育行業大多數為公營教育，教育資源由政府以及公立學校把控。然而人們的知識水平或者對于某個學科的學習情況，還必須要靠相關的學歷以及文憑來驗證。但是文憑以及學歷又并不能很準確的證明個人能力。因此，去中心化有助于教育公平，防止壟斷。

（5）構建學位證書體系，打破學歷造假僵局。科學技術的進步提高了人們的生活水平，但同時也滋生出因技術需求帶來的問題。尤其是伴隨著就業壓力的增加，越來越多的人投機取巧，造假學歷來企圖蒙混過關。因此，學歷造假在很大程度上遏制了教育行業的全球化進程。許多國家和地區在發現區塊鏈技術的優勢之后，借助其開發學位證書體系，準確的記錄學歷數據。一定程度上減少甚至杜絕學術不端現象以及學歷造假問題。

（6）達成在線教育“真·自組織”運行。區塊鏈技術與網絡學習的結合是未來一段時間兩個行業的發展方向，具有較為光明的未來。區塊鏈技術能夠提升并且再構在線教育網絡，達成在線教育“真·自組織”運轉。

隨著互聯網教育規模的不斷擴大和商業模式的日漸穩定，教育用戶學習需求的深化、消費意識的覺醒和消費能力的升級，中國在線教育在現階段已經進入了學習領域垂直細分、學習方式豐富多樣、資源開放共享、教育內容變現的智能教育時代。搭載了區塊鏈技術的在線教育平臺，旨在協調供需雙方、顧客以及平臺等幾個方面。包括他們的利益分配和相互信任。這不僅有助于教育行業充分協調和利用好現有資源，還可以維持其聲譽。所以說，這是一個范圍廣、在線開放的安全的平臺。

3 基于區塊鏈技術的在線教育平臺的體系框架

3.1 架構設計

2012年黨的十八大提出實施創新驅動發展戰略；2017年黨的十九大首次提出中國經濟由高速增長階段轉向高質量發展階段。這意味著我國的經濟建設越來越需要創新型人才。需求指向下，教育的模式也需要發生改變，要強調學生的創新意識。過去的課堂，授課者是中心，學習者被動參與，效率不高。現在應該轉變為學習者為中心，自主獲取知識，讓這一過程更加有效率。這樣一來也有助于激發他們的創新意識。區塊鏈技術在其中發揮的作用是引起學習者的關注，進而促進創新思維的培養，把教育公平落到實處。

要把區塊鏈技術與教育平臺相糅合，需要做到：基于目前教育云系統，結合區塊鏈技術，形成區塊鏈技術實踐操作體系。以平臺為基礎構建教育區塊鏈平臺，提供教育應用服務，讓教育更具實用性、方便性和廣泛性[5]。本文基于前人研究，采用層次化、模塊化的架構設計，自下而上分為四層：教育云、區塊鏈技術應用支撐平臺、教育區塊鏈、教育應用服務[5]，用組件來實現基本功能。

3.2 實現思路

結合區塊鏈技術來設計優化教育平臺的實際操作、方法和路徑有很多，簡單分為以下幾個要點：首先要健全共識程序，諸多連接處要基于何種共識程序來劃分責任義務，進而提升效率；其次就是使用某種協議來促進信息傳播；最后是確立符合程序的數據標準和管理數據的手段。

基于以上要點，我們提出以下的解決思路：基于目前的云架構，以云數據為核心，結合教育領域推動創新。這個過程要充分利用好基礎的網絡資源，站在虛擬化和管理的角度。還要注意保持開放性和兼容性。匹配區塊鏈技術種類時，需要利用聯盟鏈來構建在線教育的整體系統，用于符合其幾個方面公平對話的特點。此處的聯盟鏈作為基礎組件存在。基于此種設定，教育區塊鏈就得已搭建成功，進一步就能夠在不同環境下來普及這個技術。

柔性作業車間廣義能耗Egeneralized包括直接電能Edirect與間接能耗Eindirect[12]。其中：直接電能是指維持機床正常加工和運轉、與加工工件直接相關的電能消耗;間接能耗是指工件加工過程中引起的與刀具、切削液、搬運設備等輔助資源相關的能耗。

教育區塊鏈旨在實現優質教育資源全面共享。在重組國內教育數據資源的基礎上，解決了失衡問題。這樣一來可以滿足在校教育和學習者的需求，增加了好的教育的普及程度。再者就是提升了教育的開放性和公平性，讓受教育這個權利和義務能夠更好實施。人人都能接受好的教育。

4 區塊鏈+在線教育的 SWOT 分析

4.1 S-strength-區塊鏈+在線教育的優勢

結合了區塊鏈技術的在線教育平臺有著傳統在線教育平臺不具備的長處[2]。

第一點，區跨鏈技術無視空間限制，資源傳遞更加便利。現如今，國內的網絡教育行業發展勢頭較差，市場支配地位空置。深挖背后的原因，是既往的形式過于中心化所導致。所以說，區塊鏈技術的去中心化特點能夠很好地解決這一問題。不僅能夠優化資源配置，大幅增加其供給能力。再加上區塊鏈的全球性特點，無視空間和地域限制，資源能夠在全世界范圍內流通。達到優質資源全球共享的效果。教育區塊鏈的長處可見一斑。

第二點就是收益分配的問題，以前中心化的互聯網在解決教育問題時，教育者創造的收入往往被補習機構之類的中間商賺取，教育者失去長期的收入激勵，不會持續進行。基于技術的角度，區塊鏈有以下先天優勢：（1）構建了能夠代表主次層面的數據系統；（2）采取密碼學的手段，形成對等的平臺；（3）設計共識機制，維護去中心化數據的安全[6]。所以究其根源，教育區塊鏈能夠以時間為依據，不遺漏任何有關信息和數據，并且無法被竄改。數據擁有者能夠保證自己的權利，誰可以看、誰可以學全部都由本人做主。強大的安全系統保證了數據的安全，不會被非法讀取和修改。

4.2 W-weakness-區塊鏈+在線教育的劣勢

區塊鏈技術作為新生事物固然很美好也有著很光明的前景，但是其與在線教育的結合存在的一些缺陷仍需要重視并且去克服。我國目前的區塊鏈技術進展以及相關行業對其使用現狀表明，劣勢大部分存在于這幾個方面：第一點，區塊鏈技術的使用可能會造成破壞隱私權的現象出現。學生的學習成績記載到云數據庫中，自己的學習記錄可能被他人讀取。這也是目前教育區塊鏈技術應用的最大難題；第二點，區塊鏈技術可增不可改是把雙刃劍，雖然在一定程度上增加了其穩定性，但在另一方面添加了許多不方便。不能夠刪除，也不能夠修改的特點是很不適用的。所以目前區塊鏈技術應該以此為目標，想辦法處理這個劣勢，生成適用的設定；第三點，由于是新興技術，其成本和基礎建設有些落后。教育區塊鏈的使用以及普及受其限制，不能很好地發揮出應有的效果。所以應該要在加強基礎建設的同時優化技術，減少投入。

4.3 O-opportunity-區塊鏈+在線教育的機遇

從美國人本主義心理學家羅杰斯于20世紀50年代提出“以學生為中心”的教育理念至今，特別是近年來，隨著信息技術、教育和心理科學的發展，學校教育一直在努力實現這種理念，但“以學生為中心”必然要求“個性化教學”“自主學習”“定制教育”，這與目前實際存在的班級教學制和工業化背景不完全相容，所以至今尚未出現可大規模復制的“以學生為中心”的完美案例。根據區塊鏈架構特點，構建“區塊鏈+教育”體系結構，升級以教師為中心的教育系統，使老師、學生和教育管理者角色平行化，建立“以人為中心”的對等網絡架構，可以從技術上實現教育資源、教學過程、教育評價以及教育支持等領域的模塊化系統，有望重塑教育生態，真正實現“以學生為中心”的教育。

4.4 T-threat-區塊鏈+在線教育的挑戰

新興的區塊鏈技術現如今應用在經濟領域較為廣泛。和經濟領域不同，教育行業的特點更為突出并且復雜。教育區塊鏈技術有著以下困難和挑戰：

（1）推廣運行難。由于區塊鏈技術大都應用在經濟方面的產業，在教育行業中沒有什么實踐經驗。所以區塊鏈+在線教育的推廣阻力重重。而且由于沒有先例可循，相關部門也很難給予政策幫助。一方面，有關部門沒有給予政策支持之前，教育區塊鏈的去中心化特點嚴重威脅了傳統教育的地位。其支配地位受到影響之后獲取的利益也會相應縮減，造成傳統教育平臺的強烈不滿。進一步說，有關部門會更加慎重對待這個區塊鏈技術在教育行業的使用。如此一來，區塊鏈技術在教育行業的推廣將會陷入惡性循環，也更得不到政策傾斜。另一方面，在實踐方面的不足，導致了有關學者難以深入研究。持續的觀望也使得該技術不能有良好的發展。

（2）教育數據產權不明晰。由于區塊鏈技術的數據非實體，導致了其產權存在紛爭[7]。區塊鏈的去中心化同時面臨著以下挑戰：①區塊鏈的數據保留使數據產權不明晰。②由于傳統教育中數據全部由實體教育組織管理，去中心化大大減弱了實體教育機構的職權。所以說產權問題目前也是該技術在教育行業應用的障礙之一。

（3）數據存儲空間遇瓶頸。平臺的容量局限了數據的存儲空間，使得應用出現了技術性挑戰。由于區塊鏈技術較為新穎，發展處于起步時期。尤其是容量方面，還顯得十分稚嫩。區塊鏈的數據庫需要存儲自始至終的每一條信息。而存儲數據就要先下載整個庫的內容。如果以后該應用得到普及，其中存儲的數據將會有一個指數型的增加。這就會導致區塊鏈存儲負擔過重，對數據庫空間容量有著極高的需求。

（4）隱私權難以得到保護。雖然采用了密碼學的手段來保證安全性，但是其自身依舊存在安全問題。這可能會導致師生的隱私得不到保障。風險主要來源于：①信息的公開性和透明性使得數據容易泄露。信息一旦被追蹤查詢之后，就可以利用其獲取所有者的隱私。②區塊鏈的算法雖然較為嚴密，但是隨著科技和有關學科的發展，不能夠確保這個算法依舊能夠保護數據。

5 區塊鏈+在線教育的意義和展望

傳統教育中，以學校為中心的教育單位全權負責學習者的學習以及認證。不管是培養計劃還是學習活動，學習者都是被動參與的，因此很難保證學習的質量和認證的公平性。另外就是，學歷認證的種種實體材料都需要很好的保管和維護，一旦遺失會造成較為嚴重的后果。而且這個保管的過程會耗費學習者的人力和財力，成本頗高。另一方面，上述材料的使用也存在缺陷。接收者譬如招生或是人力資源方面需要確定這些材料的真實性。而這個確定方式一直以來沒有十分靠譜的手段和資源。

區塊鏈技術+在線教育平臺能夠很好地解決這些難題。教育大數據的普及促使創新突破，提升了教育行業的水準，效率也有大幅增加。區塊鏈技術將著重于解決教育信息化的各種難題。以下四個方面的困難會隨著區塊鏈技術的普及迎刃而解：首先，頂層設計的變革將會變得容易。去中心化能夠加強學習者與資源的聯系，提升效率。學習者和資源的對接還能夠更加個性化，滿足大多需人的需求；其次，學習環境的改變也會更加簡單。區塊鏈技術下的教育場景不再局限于學校，時空的壁壘將會被突破。學習者能夠在自己想要的地點獲取信息和知識，都能夠得到有效認證。這樣一來正式和非正式的學習環境就可以融會貫通，進而有助于教育的優化；再次，資源配置方式得到優化，區塊鏈的合約算法規范了資源利用方式。基于合約算法，學習機制將會更加大幅提升效率，也會更加智能。最終實現智慧教育資源的生成；最后，學習認證方式更加合理。學歷認證的依據從基礎信息、認知過程、測評結果等多個方面展開，不再簡單地依據考試來判定。種種數據都可以用來作為升學的重要依據。

總而言之，區塊鏈技術在金融行業中的亮眼表現聚焦了全球的目光，也改變了全球治理和經濟方面的模式。現如今，世界范圍內的教育組織越來越多將戰略集中在有關技術及其創新的業務模式上，區塊鏈+在線教育即將迎來期待已久的春天。但是目前區塊鏈技術仍存在尚未成熟、基礎設施不完善、信息傳輸成本仍較高等問題，要實現真正落地，支撐教育領域相關業務，會存在許多的技術實現難題，需要更加深入的研究與探索。區塊鏈技術在教育領域中的應用前景廣闊，將會為中國教育實現創新人才培養做出貢獻。

[1]黃達明.區塊鏈技術在教育領域的應用現狀與展望[J].南京信息工程大學學報（自然科學版），2019，11（05）：541-550.

[2]周章琦，章劉成.大數據時代區塊鏈技術在高校財務共享服務平臺的應用[J].中國農業會計，2020（02）：55-60.

[3]王香鵬，閻瑞華.區塊鏈技術推動教育的開放和公信分析[J].中外企業家，2018（05）：167-168.

[4]姚振玖.區塊鏈技術在大數據時代的發展機遇與監管風險[J].現代經濟信息，2019（24）：332.

[5]李明飛，許曉文.區塊鏈技術在高校教育領域中的運用[J].智庫時代，2018（48）：119-120.

[6]邵泳兵.區塊鏈技術在教育教學中的應用[J].電腦與信息技術，2020，28（01）：74-77.

[7]許濤.“區塊鏈+”教育的發展現狀及其應用價值研究[J].遠程教育雜志，2017，35（02）：19-28.