運用區塊鏈技術促進教育治理現代化的探討

葉文鋒 呂文龍 林夢瑤 劉星成 萬鉆

摘? ?要：推進教育治理體系和治理能力現代化是教育改革的重要課題。區塊鏈技術包括去中心化存儲、加密技術、智能合約、共識機制等核心技術，文章針對當前教育治理體系存在的問題，運用區塊鏈技術提出了保障教育數據安全、提高管理效率、提高教育資源供給精準度和推進終身學習體系建設等解決方案，并探討了區塊鏈技術本身的局限性及其對教育治理安全性、穩健性和可落地性的影響。文章認為，區塊鏈技術作為數字化技術的重要組成部分，應引導支持、加大技術投入、強化技術監管，促進區塊鏈技術與教育治理融合發展，不斷利用區塊鏈技術創新推動教育治理變革。

關鍵詞：區塊鏈;教育治理;教育治理能力現代化;信息系統

中圖分類號：G40-05 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2021）09-0012-05

一、引言

區塊鏈技術的應用正在影響著現有的教育治理領域，實現了穿透式監管和信任逐級傳遞，具有很大的變革推動力，成為教育治理基礎設施的重要組成部分，改變了教育治理發展模式，推進了教育治理的現代化進程。但是存在發展阻力，表現在：首先，區塊鏈技術為提高教育治理效率提供了新思路，然而還處于發展期的區塊鏈技術在教育治理領域的應用與開發受到了限制。其次，很多研究剖析了區塊鏈技術的優勢，但對其局限性、教育治理重塑性和穩定性影響的研究存在不足。最后，區塊鏈安全事件導致人民群眾對區塊鏈技術的信任產生疑慮，積極引導社會和公眾客觀理性地看待區塊鏈價值極為關鍵，要充分認識到區塊鏈技術對構建信任機制、數字化傳遞和共識共享的重要性。本文分析了區塊鏈技術在教育治理中的實踐基礎，進一步研究了區塊鏈技術在教育治理中的發展機遇、挑戰和對策建議。[1]

二、區塊鏈技術在國內外經濟社會的應用現狀分析

區塊鏈技術的突破及與其他新一代信息技術的創新融合，能保障數據安全、提高教育資源調配效率，可以提高治理水平和效率，推動現代化和數字化進程。所以區塊鏈技術受到世界很多國家的重視。

據2019年統計，美國區塊鏈人才供需都較為旺盛，區塊鏈專利申請量全球排名第二，區塊鏈技術已經應用于教育治理、航空部件追蹤、零售和餐飲安全監管、銀行信息保護等領域。墨西哥在太陽能領域采用區塊鏈技術以重塑能源格局。日本利用區塊鏈技術保存AI學歷和構建信用評估系統，以阻止加密貨幣犯罪活動。英國將區塊鏈技術應用于能源開發、電力管理系統、醫院衛生機構、銀行安全領域。印度在藥品供應鏈管理、記錄公民DNA數據、幫助教育機構更有效地管理學生記錄等領域也應用了區塊鏈技術。非洲國家以埃塞俄比亞為代表將區塊鏈技術應用于農業，提高農業治理效率。2019年，泰國將區塊鏈技術應用于銀行，實現跨境支付和推出數字錢包，以提高支付的高效性和安全性。越來越多國家促進區塊鏈技術在治理和管理領域的落地進程，并探索在商業金融、公共服務、司法法院、醫療衛生、教育、農業生產和能源等領域的應用。區塊鏈由金融行業逐步輻射到數字化管理、政府治理、教育治理、社會管理等領域。教育部門應抓住機遇提高教育治理效率。

據2019年統計，中國在世界探索區塊鏈技術應用方面排行前列。2016年國務院公布了《“十三五”信息化規劃》，文件明確提到區塊鏈技術將對全球治理體系產生重大影響，中國逐漸開展了區塊鏈技術項目探索。北京利用區塊鏈技術推進智慧城市進程。杭州利用“5G+區塊鏈”技術開發互聯網法院，開創涉網執行新模式。2019年上海將區塊鏈技術應用于電子病歷，制定了統一的電子病歷展現標準，節約資源的同時提高了醫院管理效率。深圳將區塊鏈技術應用于物流管理，搭建商品供應鏈全程溯源體系，解決了跨境商品身份認證的難題。貴陽利用區塊鏈技術搭建智能社區系統，實現精準扶貧、助殘。重慶利用區塊鏈技術進行食品藥品監管追溯。佛山利用區塊鏈技術打造“區塊鏈+疫苗安全管理平臺”，實現疫苗的管理透明化監管，讓疫苗更安全。福州利用區塊鏈技術建設環保生態綜合監管，實現了以信息化的方式助力生態綜合治理。

三、區塊鏈技術在教育治理中的應用

1.當前教育治理體系存在的問題

（1）教育治理數據信息安全問題

隨著智能化與數字化技術的發展，數據已成為區域、國家乃至國際教育治理和政策制定研究的一個關鍵焦點。由于早期數字化教育系統建設的局限性，很多學校在數據處理環節處于薄弱階段，問題主要包括：第一，傳統數據平臺未能追溯數據全過程，無法獲取真實數據信息情況;第二，學校多源異構數據的可視化依賴第三方來處理，自主權受到限制;第三，傳統平臺對數據處理過程的開放程度和監管程度不足，不能規范數據的完整生命周期流程。傳統集成式平臺數據驗證加密和數據存儲等數據處理技術與持續實現高安全系數的教育數據保護存在矛盾。美國教育數據存儲平臺InBloom僅僅運行了15個月便關閉了，主要原因是其在教育數據和信息的開放過程中導致了安全問題。教育數據平臺系統對于服務教育發展來說發揮著核心作用，涉及龐大的教育者和學習者的隱私。在新一輪技術革新的背景下，傳統的教育系統越來越難以適應發展現狀，一旦遭受攻擊，會引發難以估量的損失。

（2）教育治理成本與效率問題

在教育治理歷史中，當前我國尚未實現與教育信息有關的技術標準統一化，系統之間未遵循統一的數據及互操作標準。各校缺乏數據系統的建設標準和規范，建設數據不統一、互操作標準不兼容的教育信息中心，根據自身的需求對數據進行采集、分析和利用。由于頂層設計缺失，現有的應用系統都有自己的數據庫，系統之間相互獨立，各校間數據標準差異性和不完整性造成數據真實性欠缺，影響學校間數據信息交換與資源共享，因此教育資源利用不充分。同時，我國信息化教育資源數量龐大，資源庫之間互相獨立、資源庫本身存儲的信息結構和類型存在差異，這要求教育治理主體在信息對接與處理環節需要耗費大量人力、物力、財力和時間等成本，低成本投入與高效教育治理存在矛盾。另外，資源庫數據難以實現無縫互聯互通，教育治理主體在治理過程中出現教育信息孤島，數據信息有效對接難度加大，難以保障數據信息的完整性和真實性，影響教育治理成效。

（3）教育治理決策精準性問題

《中國教育現代化2035》提到了精準施策與統籌推進是實現教育現代化的重要路徑。[2]長期以來，受經濟發展和開放政策的影響，東部與中西部教育在辦學條件、經費支出、高等人才等教育資源方面存在供給不平衡，造成我國區域教育發展多層次化，影響相關部門對部分發展現狀與存在問題的分析效率，給資源精準供給帶來了難度。我國東部地區和中西部地區教育發展存在差異，區域學校存在的資源需求缺口和發展短板各有不同，這就決定了不能以統一標準來衡量學校的資源需求程度。相關部門面對不同需求層次的資源供給，缺乏統一、科學的量化標準來界定，從而導致教育資源供給有失精準。教育資源供給結束后，缺乏反饋效果的追蹤，對資源的使用情況、學校建設和教學水平、是否實現發展短板修復等信息反饋較少。導致教育治理產生偏差，出現片面、不精準等問題。

上述問題的有效解決可以加快教育治理現代化發展進程。

2.區塊鏈關鍵技術

（1）去中心化存儲

去中心化存儲是指進行分散數據存儲，將所有數據同步到組織形成的每個節點和網絡以進行共享、同步和復制。節點間建立共識規則，采用多方決策、共同維護的方式進行數據的存儲、復制等操作，避免了由于單點故障導致的數據丟失，有效規避了惡意篡改歷史數據事件，過程無需中心化的平臺得以實現。在不對稱和不確定的環境中，區塊鏈內可以建立一個滿足各種活動安全進展的生態系統。由于教育區塊鏈存儲總量的不斷增加，可以通過調整區塊鏈追溯性來緩解單鏈存儲壓力，并協調多鏈與跨鏈技術以提高區塊鏈系統的穩健性和可擴展性。

（2）加密技術

區塊鏈技術利用非對稱加密和對稱加密的有機結合，提高數據加密解密的高效性。利用哈希算法將二進制數據映射為一串較短的字符串，并具有輸入敏感性的特點，保障了數據完整性。通過“零知識證明”進行驗證，證明者能夠在不向驗證者提供任何有用信息的情況下，保障驗證者相信某個論斷是正確的。[3]基于區塊鏈技術的教育治理采用零知識證明技術對用戶的隱私數據進行保護，減少用戶隱私泄露風險。

（3）智能合約

智能合約是一種在不需要第三方的情況下，利用程序代碼實現信息傳輸、驗證和執行的有效性的計算機協議。通過編寫程序實現執行過程自動化、減低成本，提高管理效率。基于智能合約的教育治理可以提高教育監管高效透明、解決項目資金問題和預測學習回報率。

（4）共識機制

共識機制用來協調異步通信方式組成分布式系統的各個節點共同協作完成對數據信息的校驗并記錄，解決節點間一致性和數據正確性。共識機制分為兩大類：一是以拜占庭容錯算法 PBFT 和RAFT為代表、用于聯盟鏈場景的共識算法，主要強調系統安全性，但性能較差;二是以工作量證明算法 POW為代表、用于公鏈場景的共識算法，解決可信任環境下 CFT 共識算法，以降低安全為代價，提升系統性能，它只保證分布式系統中有的計算機發生故障時，提升整個分布式系統的可靠性。教育區塊鏈采用混合共識、融合不同共識機制的方式提高系統共識效率。

3.區塊鏈關鍵技術在教育治理中的應用場景

（1）構建教育數據監測平臺，保障教育數據安全

教育系統是一個大型學生和教育的數據資料中心，基于傳統的集中式存儲機制，容易遭受黑客攻擊，引導數據丟失和非法篡改。而區塊鏈的分布式賬本技術是一種基于節點間建立共識規則的去中心化數據存儲，能保證數據安全。多方共同維護數據的性質和高效的可追溯性，能提高系統防竊取性。節點采用密碼學技術進行數據加密，這使系統數據的管理和維護變得更加安全。例如，廊坊市通過了驗收教育數據監測平臺項目，該平臺將大數據和區塊鏈技術融入到教育治理中，采用區塊鏈技術構建認證中心，將學生和教師的數據信息，與教育評價和教育決策過程相結合，提高教育評價透明度和可信度，推進教育決策高效化。同時所有師生信息和數據都可以進行鏈上認證、記錄、核實、存儲等操作，保證數據信息安全性、保密性。

（2）開發“一門式”教育治理系統，降低治理成本和提高治理效率

教育系統作為一個集中式的大型學生數據中心，統籌管理著教育信息和數據資料，是一個儲存量龐大的資源庫。不斷提升的數據、信息的管理和維護要求增加了耗費成本，同時帶來了計算、網絡、存儲等各種龐大數據的管理效率問題。區塊鏈技術可以簡化系統管理流程，減少不必要的驗證，簡化審批流程，有效減少系統信息存取和對接的負擔;節省教育決策、計劃落實和部署的時間和損耗，從而提高管理效率和質量。構建基于區塊鏈技術的“一門式”教育治理系統，能夠整合教育資源和優化治理流程，打通學校間互動橋梁。一方面，將區塊鏈技術的去中心化應用到教育治理系統中，學校間通過區塊鏈底層加密技術確保供需雙方的身份真實性問題，打通網絡空間，減少驗證程序，簡化審批流程，信息傳遞更加及時有效、工作效率更高，節省大量時間、人力成本;另一方面，將教育資源分布式存放在不同的區塊中，通過P2P技術和共識機制，實現以點對點的傳播方式進行數據傳輸、資源共享。[4]提高資源共享和利用效率，降低數據對接和傳輸的負擔，解決資源孤島問題。

（3）打造智能化學校信息系統，提高資源供給精準度，推進精準治理

教育資源供給定位準確性與教育資源轉化率是教育治理的難題，而區塊鏈技術依托分布式存儲、不可篡改和可追溯性實現數據共享，確保定位教育資源供給中缺口與短板的準確度，有助于實現及時精確決策和點對點對接。同時可以通過系統的可追溯性和數據一致性機制鎖定虛假不實信息、數據錯漏信息，確保資源供給透明且可靠，落實到位，降低缺乏監督帶來的風險，提高教育資源利用率。例如，IBM公司的研究者在文獻[5]中介紹了基于區塊鏈技術的學校信息樞紐SIH（School information hub），該系統原型是基于Hyperledger Fabric架構實現的，圖1顯示了SIH的體系結構，包括與學校數據中心（SDH）平臺搭配的預處理模塊，并且還與區塊鏈網絡進行通信。該系統還包括用戶界面和設備，以及決策支持層。 通過促進與學生、教師和行政人員，以及學校有關的交易來收集、存儲和管理學校記錄。在其基礎上進行縱向學校數據和歷史區塊鏈數據的風險評估。為各級決策者提供有關學生、教師、學校和資源的信息，以實現諸如資源分配、預算分配、效果評估、學生輟學模式預測、入學模式分析、轉移模式、學生相似性分析、基準分析、預防欺詐、教師分布、不同人口統計學變量的學校比較以及決策支持服務，實現資源分配透明化、學校績效可視化，節省教育決策和計劃落實部署的時間和費用，從而提高管理效率和質量。

（4）建立區塊鏈學習日志系統，推進終身學習體系建設

構建終身學習體系是推進教育現代化的重要戰略任務。終身學習體系是以終身學習理念為基礎的學習系統，傳統的系統對于學習記錄和日志追溯性差，使學習數據分析面臨冷啟動問題。而教育區塊鏈系統具有去弱中心化、去信任、數據不可篡改、可溯源等特性，依托智能合約使跨機構的學習日志相互關聯，保護了所存儲和管理學習記錄的隱私，形成真實可信的學生檔案，為終身學習過程所使用。例如，京都大學（Kyoto University）的研究者在文獻[6]中介紹了基于區塊鏈的學習日志（BOLL）用于跟蹤成績單和證書以外學習成果的情況，當前成績單或證書為發布學生學習成績的主要形式，可成績單和證書不能完全體現專業學習深度以及學習或教學方式的詳細信息，而BOLL使學習者能夠以安全且可驗證的格式將其學習記錄從一個機構轉移到另一個機構，使現有的學習數據分析平臺可以在最初擁有日志所有權的學習者或機構的許可下從其他機構訪問學習日志，解決了在嘗試向新學習者提供個性化體驗時，學習數據分析平臺所面臨的冷啟動問題，完善了支持終身學習的持續質量評估和監測體系，推進了學習型社會建設。[7]

四、區塊鏈技術在教育治理中的挑戰

1.技術局限使教育治理遭受瓶頸

雖然區塊鏈技術日益豐富了教育、政府和企業等應用場景，但其處于發展階段，本身存在諸多局限，導致在教育治理應用上存在風險。

首先，教育系統利用分布式存儲可以在一個分散、不可信的網絡環境中，滿足一個安全、可信、可控的數據和資料存儲。實現低存儲成本、數據冗余備份存儲，規避單點故障和數據的價值傳遞。在分布式網絡場景下，網絡節點無需中心存儲數據庫就可以通過多種方式與其他節點建立互信互通。區塊鏈本質上是一個去中心化的共享賬本技術，去中心化存儲意味著領域主體的監管作用被分散，沒有中心化的監管者、節點間共識規則有待完善，導致網絡節點直接監管難度加大。

其次，區塊鏈的數據安全依賴于非對稱加密和數字簽名，非對稱加密和數字簽名的安全性依賴于私鑰的保密性。區塊鏈技術的安全機制需要同時驗證公鑰和私鑰，以進行身份識別或事務執行，對密鑰的管理安全性要求較高。區塊鏈加密和解密花費時間長、速度慢和單一的加密方式，使區塊鏈技術在教育治理中的運用缺乏靈活性。

最后，區塊鏈技術是一門多學科跨領域的技術，其融合了分布式網絡、加密和編程等技術，同時區塊鏈技術應用于教育治理時必須與傳統中心化教育治理相結合。這要求技術人才在掌握區塊鏈技術并將其與其他技術相結合的基礎上，還要了解傳統教育治理發展模式和面臨的痛點。然而當前高校設立的課程不深入，社會職業培訓課程趨于落后，這與高素質區塊鏈技術人才供給存在矛盾。

上述問題的有效解決可以加快區塊鏈技術在教育治理中的應用進程。

2.技術監管影響教育治理安全性

區塊鏈技術可以為教育治理降低成本、提高效能、推動教育治理現代化發展，同時也可以通過加密技術、去中介技術破壞教育治理。主要原因是教育信息以公有鏈為基礎，存儲為共享賬本，因此區塊鏈需要解決數據信息的隱私和保密問題。公有區塊鏈的節點完全開放準入，任何人都可以通過公有區塊鏈對其數據庫信息進行訪問。一方面，公有鏈沒有明確責任主體，加大了傳統法律規則在事后對分布式存儲系統的監管難度;另一方面，區塊鏈規則決定了教育系統的安全性和穩定性，并直接影響到數據與資料，完善區塊鏈規則是保證個人信息保護的關鍵。如果在缺乏技術監管的條件下將區塊鏈應用于教育治理，很大程度上會破壞教育治理。

3.技術認知影響教育治理可落地性

區塊鏈技術應用于教育治理必將加速教育治理現代化進程，勢必引發教育管理形態的變革。[8]然而處于發展階段的區塊鏈技術，自身機制存在諸多漏洞、隱私泄露風險、數據安全及監管問題，2016年的TheDAO事件暴露了區塊鏈技術應用的安全性。民眾對區塊鏈技術一直存在很大疑慮。因此，與理性使用區塊鏈同等重要的是，加強對區塊鏈技術的安全研究、監管，引導民眾充分認識區塊鏈。

五、運用區塊鏈技術促進教育治理的對策和建議

1.重視技術投入，夯實區塊鏈技術發展基礎

首先，注重人才培養，區塊鏈技術實現教育治理現代化的重要因素是技術人才支撐，專業人才的技術水平決定了教育治理的成效和影響。要充分利用區塊鏈重塑教育治理，必須建設完善的人才培養體系，建立多層次人才培養平臺，培養高水平技術人才。

其次，以區塊鏈高素質人才需求為導向，建立健全區塊鏈人才培養機制。充分利用國內外教育資源，鼓勵高校開設區塊鏈相關教學課程。[9]圍繞區塊鏈和物聯網的核心關鍵技術、融合應用的技術要求和技術創新方向，加強區塊鏈專業人才的培養。區塊鏈是個多學科綜合技術，需要較長的人才培養周期和實踐經驗積累沉淀。制訂多學科交叉培養計劃，提升對區塊鏈的全面理解和應用，為推動教育治理現代化提供智力支持和人才儲備。

最后，實踐培訓的重要組成部分應該是一個實踐平臺的搭建，根據區塊鏈的應用與實踐場景搭建實驗室和相關設施。學校還可以與區塊鏈人才需求地對接，以就業為導向推動區塊鏈技術人才培養，提高實踐培訓的實施率。

加強區塊鏈核心技術研究，完善區塊鏈教育治理基礎設施。區塊鏈雖然作為重要的數字化技術在新的工業革命發展中舉足輕重，但是還處于發展階段，其在教育治理中的應用前景并不樂觀。區塊鏈本身存在的局限性如果不能得到改善，很難與教育治理深度融合。為了引導區塊鏈技術取得更好的進步和發展，應當密切關注國內外區塊鏈技術發展動態，支持和培育區塊鏈軟硬件發展生態體系，構建區塊鏈研究與創新平臺，推進區塊鏈與人工智能、大數據、云計算和物聯網等新一代技術的創新融合，依托區塊鏈技術提高教育治理效能。

2.引導社會理性認識，優化區塊鏈發展環境

任何技術發展和進步都會推動社會思想的進步，相應的，社會先進理念也會反作用于技術，推動其正確使用和長遠發展。將區塊鏈應用于教育治理，其是否良性融合關系到教育領域的穩定。積極引導社會和公眾，進行區塊鏈科普，理性正視區塊鏈的客觀價值，充分認識信任結構、信息傳遞和價值傳遞的重要性。[10]教育系統在推動區塊鏈技術發展和應用的過程中極為關鍵。要加強對區塊鏈技術的安全研究，監管區塊鏈技術的非法炒作行為，努力整體上提高區塊鏈技術的安全可靠水平。同時引導民眾充分認識區塊鏈和理性使用區塊鏈技術，促進區塊鏈技術健康傳播，為區塊鏈應用于教育治理營造良好的發展環境，從而提供更好的教育服務質量。

3.強化技術監管，推進區塊鏈技術有序發展

不以規矩，不能成方圓。將區塊鏈技術應用于教育治理，必須遵循相關法律規定和服從監管。為了更好地使區塊鏈高效服務于教育治理，應當推進區塊鏈教育治理應用標準化建設，推進區塊鏈技術對教育治理應用的法律法規制定。區塊鏈作為數字技術的重要組成部分，對于建設教育治理數字化和現代化具有重要意義，然而相關技術標準的缺失阻礙了區塊鏈技術在教育治理中的落地進程。對此，首先是研究制定推進區塊鏈技術可持續發展的扶持政策，從政策層面切入點出發，完善區塊鏈技術在教育治理體系應用上的布局和開發。堅決打擊相關技術的惡意違法行為，給區塊鏈技術開辟足夠的包容發展空間。其次是深入研究區塊鏈對教育信息、數據資料安全和保護等方面的影響，加強區塊鏈底層基礎技術、中層應用邏輯和上層信息管控問題的監控。最后，為了提高區塊鏈利用效率和防范技術風險，建立區塊鏈應用試點十分必要，應當組織開展區塊鏈應用的先導示范、分析應用示范案例、總結和分享優秀示范經驗、演繹推理一般性原理，最后推廣全國各地落地實驗，加快區塊鏈教育治理真實落地的步伐。

參考文獻：

[1]徐超超，陳世超，趙鑫碩，楊現民.區域教育大數據中心平臺建設探討[J].現代教育技術，2016，26（11）：5-12.

[2]中共中央、國務院印發《中國教育現代化2035》[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/201902/t20190223_370857.html.

[3]馬闖.具有保持結構性高效盲簽名的研究與實現[D].沈陽：東北大學，2013.

[4]楊現民，李新，吳煥慶，趙可云.區塊鏈技術在教育領域的應用模式與現實挑戰[J].現代遠程教育研究，2017（2）：34-45.

[5]Bore N，Karumba S，Mutahi J，et al.Towards Blockchain-enabled school information hub[C].Proceedings of the Ninth International Conference on Information and Communication Technologies and Development-ICTD'17，November 16-19，2017.Lahore， Pakistan. New York，USA：ACM Press，2017（19）：1-4.

[6]Patrick Ocheja，Brendan Flanagan，Hiroshi Ueda，Hiroaki Ogata.Managing lifelong learning records through Blockchain[J].Springer Singapore，2019，14（1）.

[7]王仁彧.特色與機制：落實終身學習理念的路向探究——對踐行《建設學習型城市北京宣言》的思考[J].中國遠程教育（綜合版），2015（8）：30-36，79-80.

[8]趙幫華.職業教育治理現代化的特征、問題審視及優化路徑[J].教育與職業，2017（7）：5-12.

[9]梅海濤，劉潔.區塊鏈的產業現狀、存在問題和政策建議[J].電信科學，2016，32（11）：134-138.

[10]楊敬麗，張瑞洋.區塊鏈應用加速落地呼喚行業標準創新[J].中國標準化，2019（1）：6-13.

（編輯：王天鵬）