區塊鏈技術在高校人才培養中的思考與應用

王飛 王忠勇 陳紅杰

摘 要：人才培養是高等學校辦學的核心任務。不斷創新人才培養工作，增強人才培養質量，既是高等教育現代化的目標，也是必經之路。區塊鏈技術作為一種新型計算范式和寫作模式，能夠有效推進協同共治、開放共享和互信共識等理念在人才培養中的融合與落地，有效解決目前人才培養協同不夠、資源共享不足和信息互信不強的問題。然而區塊鏈在教育領域的應用也面臨跨鏈擴展、主體責任消解和隱私泄露的風險與挑戰。

關鍵詞：區塊鏈; 高校; 人才培養

中圖分類號：G64? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）7-100-002

目前，新一輪科技革命和技術演進正在向縱深推進。物聯網、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等新技術應用對人類的生產和生活方式產生了巨大的影響。習近平總書記在2019年中共中央政治局第十八次集體學習中強調：“要把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口[1]。”2020年教育部印發的《高等學校區塊鏈技術創新行動計劃》將“區塊鏈與教育治理”、“基于區塊鏈的教育管理與服務協同平臺研究與應用”列為加快區塊鏈技術突破和有效轉化的重點任務。可見無論從國家政策導向還是教育實際需要，區塊鏈在教育中的應用已經成為教育改革的重點和突破口。高等教育作為國家教育體系重要的組成部分，圍繞人才培養過程中存在的數據難取信、資源難共享、信息難流動等問題，積極應用區塊鏈技術進行應用和創新，能夠為解決上述問題提供可行的路徑。本文旨在結合區塊鏈技術特點，探究其與高校人才培養改革的契合點，同時提出“區塊鏈+教育”可行的應用場景。為推動教育治理體系現代化建設，增強人才培養能力提供參考和借鑒。

一、區塊鏈技術概述

區塊鏈技術目前尚未在學界形成統一的定義，其內涵仍舊在不斷擴展和更新。參考中國信息通信研究院發布的《區塊鏈白皮書（2020年）》的定義：“區塊鏈技術是分布式的網絡數據管理技術，利用密碼學技術和分布式共識協議保證網絡傳輸與訪問安全，實現數據多方維護、交叉驗證、全網一致、不宜篡改。”[2]典型的區塊鏈技術以共識算法、非對稱加密和分布式存儲技術為核心，基于“塊-鏈”的形式存儲數據，其中每一筆交易數據稱為“塊”（相當于需要存儲的數據），并按時間順序串成“鏈”。在區塊鏈網絡運行過程中，每個節點的權限基本對等，均加密存儲相同的數據。授權用戶可以在對數據解密后通過時間戳對鏈上數據進行追溯。而如果對原始數據進行篡改，必須要至少對51%以上節點的數據同時進行修改才能成功，在技術上很難實現。因此區塊鏈技術具有去（弱）中心化、數據可追溯、不可篡改和安全可靠等特征。該技術打破了傳統中心化的結構，重構了以多元主體間的信任機制，對于高校人才培養中數據互通、資源共享和信息互信等“痛點”具有良好的契合度。

二、高校人才培養現狀及存在問題

（一）校內人才培養協同不夠

當前我國高校管理體系實際為政府行政體系在高等教育的延伸。該體制權責清晰、部門歸屬明確，能夠較為高效的由上而下配置教育資源[3-4]。但是與政府以行政為主導的職責不同，高校人才培養工作涵蓋招生、教務、學工、就業、檔案等多個職能部門，需要各部門參與者密切配合。然而傳統“金字塔”型組織結構中，由于涉及責任劃分等問題，各部門間數據互通存在一定阻礙，“數據孤島”現象突出。造成數據重復采集和割裂使用的問題，既增添了基層教學院系和教師的負擔，也不利于形成人才培養的合力。

（二）校際教育資源共享不足

在國家大力推進慕課、線上一流課程、虛擬仿真項目等在線課程建設的背景下，各高校均加大投入，建設了一批精品的在線教育資源。對于提高人才培養質量起到了重要的推動作用。但是由于涉及學分互認責任劃分和激勵機制設置等問題，優質的在線教學資源多在校內進行使用。不同高校間資源共享不足，未能充分發揮在線資源不受空間和時間限制的優勢[5-6]。另外在校外實踐基地建設中，高校多由各專業根據自身需要自行創建，缺乏較為成熟的高校間校外實踐基地建設合作機制。對于高校而言存在單個專業建設投入有限、優質基地缺乏的弊端。同時對于企業等優質校外實踐基地來說，也未能有效發揮其支撐實習實踐教學的能力，對于擴大企業影響、推進校企協同和產學研合作帶來一定的阻礙。

（三）人才培養信息互信不強

在目前高等教育人才培養體系中，高校具有天然的中心地位，往往成為學生培養的“信息孤島”[7]，人才培養過程數據難以在高校、政府、行業企業和第三方評價機構等社會主體間可信流動。其中行業企業等用人單位和研究生錄取高校往往依賴于學生提供的簡歷對學生培養過程進行判斷;政府和第三方評價機構往往只能通過高校主動公開的信息對辦學質量進行監控和評價。信息的可信度和時效性均難以保證。同時由于信息缺乏校驗匹配，培養過程中可能存在的虛假或錯誤信息難以有效甄別和發現。對于人才培養環節誠信體系建立產生不利的影響[8]。

三、區塊鏈在人才培養中的創新應用

高校人才培養涵蓋高校內部、高校之間、政府、用人單位等眾多社會主體。本文針對人才培養環節存在缺少育人協同和信息互信等問題，結合區塊鏈技術特點，基于“協同共治、開放共享、互信共識”的建設理念，提出校內私有鏈、校外聯盟鏈和公共信任鏈的應用創新與機制建設。推進社會各主體形成人才培養的合力。提高高等教育治理水平，切實提高人才培養質量。

（一）基于“協同共治”理念，推動校內私有鏈建設

在技術層面，結合區塊鏈分布式賬本技術，通過數據接口對現有招生、教務、學工、就業等管理系統的關鍵數據進行調取和存儲，建立涵蓋人才培養全過程的校內私有鏈。在此過程中私有鏈僅僅調取現有系統數據，并不對管理系統結構進行改變，能夠在不改變現有業務邏輯的基礎上實現不同系統數據的可信對接與管理，最大限度降低系統升級成本的同時拓展數據應用場景，為不同部門開展協同共治奠定技術基礎。在工作機制創新方面，以學生學籍、成績、評先評優等核心數據共享為切入點，實現基于私有鏈的數據共享，逐步消除校內各部門的“數據孤島”，解決人才培養數據重復采集和割裂使用的問題。對于院系等基層教學組織來說，基于區塊鏈節點對等組網帶來的弱中心化特點，數據在各節點無差別記錄。實現機關和院系的對等互聯，推動治理體系扁平化，增強基層教學組織民主管理和監督能力，激發院系參與治理的積極性和主動性，最終實現不同職能和層級機構間的協同共治。

（二）基于“開放共享”理念，推進校際聯盟鏈建設

在校內私有鏈建設的基礎上，通過引入區塊鏈智能合約技術能夠對不同高校信息進行整合，構建形成標準統一、數據規范的聯盟鏈。同時依托合約對聯盟內各高校信息查詢權限進行規范，各高校只能查詢權限范圍內的數據，為信息有序使用奠定基礎，打破信息流動的技術屏障。在工作機制上，依托智能合約在聯盟中設置科學的學分認定和積分激勵機制，學生能夠根據需要選修其他高校課程或參加其他高校實踐，并且通過聯盟鏈實現學分互認;學校則根據虛擬積分進行資金結算，以此逐步形成“誰提供、誰負責、誰受益”的工作格局，激發聯盟內各方優質教學資源建設和共享的積極性，形成可持續的資源開放共享體系，實現資源有序互用。以學生選課為例，學生在選修其他高校在線課程資源后，可以通過聯盟鏈實現學分和成績的自動獲取和認定。同時學生所在高校還要向資源提供高校支付一定的虛擬積分，聯盟內高校定期對虛擬積分進行結算和資金支付，推動優質高等教育資源實現共享與普及。

（三）基于“互信共識”理念，推進公共信任鏈建設

在校內私有鏈和校際聯盟鏈建設的基礎上，在技術上充分發揮區塊鏈技術數據可追溯及不可篡改的特性，在數據上傳、修改和刪除等重要環節均引入身份校驗和審查確認環節，從技術上確保數據的可信度，為后續開展深層次合作奠定信任基礎。在工作機制上，可以基于區塊鏈系統構建鏈上數據預警系統。即高校可以使用不同信源的信息進行校驗匹配，能夠實現虛假信息的有效甄別、發現和預警。進而對虛假信息的提供方進行記錄和懲戒，形成不敢造假、不能造假和不想造假的良好氛圍，維護人才培養和學術研究的誠信環境。例如將學生申報獎學金時填寫的績點與教務系統中績點進行匹配校驗，如果不一致則說明學生提交數據造假，系統即可將該不誠信行為進行記錄，納入學生誠信評價指標體系當中。在校內數據可信的基礎上，各高校能夠基于聯盟鏈實現對上傳數據的互信共識和信任傳遞，有效降低高校、企業、用人單位、第三方評價機構等主體間獲取信息的信任成本，便于各方將精力更多集中于人才培養本身。

四、區塊鏈技術在教育中應用的風險及應對

（一）區塊鏈跨鏈擴展的問題

目前區塊鏈在我國教育中的應用處于起步階段，很多高校已經開始在人才培養領域進行區塊鏈技術的探索應用，業務場景也愈加復雜。但是由于目前各高校主要集中于校內開展區塊鏈的創新應用，尚未形成成熟的跨高校聯盟合作機制，因此各高校選用的區塊鏈底層技術和框架也各不相同。而限于技術實現機制，異構區塊鏈在跨鏈互聯方面依舊存在較大的限制，網絡速度和擴展性等性能均會受到影響。因此亟待從技術和管理兩個方面進行解決。其中在技術層面，需要關注異構區塊鏈跨鏈協同研究，開展跨鏈通用協議和接口的研發，更好的支撐跨鏈互聯和技術應用。在管理層面需要通過政府引導、高校合作等多種形式，出臺區塊鏈在教育領域應用的相關政策和標準。在區塊鏈應用的初期做好技術規范，降低網絡“碎片化”程度，為后期進行聯盟鏈建設奠定基礎。

（二）弱中心化與主體責任的問題

如前所述，校內私有鏈能夠在技術層面實現不同層級組織對等互聯，帶來治理體系扁平化，提高基層教學組織在教育治理中的話語權等優勢。然而也對傳統人才培養過程中各部門的權力、責任和利益關系造成了一定沖擊。在人、財、物等資源分配和監管等環節院系將具有更大的話語權。反過來可能造成職能部門在教育管理過程中的缺位，消解其在相關工作中的責任。而在聯盟鏈建設過程中，節點對等組網和智能合約技術的引入，促進了信息和資源的在高校間的有序互用。然而由于各節點本身為平等關系，難以對其他節點直接進行管控，對于破壞教育善治的行為難以有效追責，對于教育治理體系建設頗具隱患。因此在校內私有鏈建設中需要結合私有鏈應用對各部門和院系權責利進行梳理優化，探索構建黨委領導下職能部處和基層教學組織多元主體參與教育治理的制度體系。在聯盟鏈建設中，通過引入管理節點對鏈上其他節點進行認證和許可。以此加強對于聯盟鏈內普通節點的監管，確保主體責任的有效落實。

（三）數據透明性與隱私性的沖突

人才培養過程中涉及大量學生隱私信息，在區塊鏈分布式存儲架構下，每個節點均保存有相同的信息。同時由于在區塊鏈數據為按照時間鏈式存儲，因此在信息開放的過程中存在數據能夠被追溯查詢，存在學生隱私信息泄露的隱患。而這些涉及學生行為記錄的隱私數據可以通過“數據畫像”等大數據技術挖掘出很多富有價值的預測，進而對學習者、教師、學校、企業、政府等教育參與者定向施加影響。這也將有違信息有效互信的初衷。因此在應用過程中，一方面需要綜合應用加密、身份驗證、賬本隔離、零知識證明等技術手段，確保區塊鏈本身數據的安全性和隱私性;另一方面需要加強管理，通過綜合訪問控制、權限管理、異常訪問預警等機制，將數據使用限定在有限的范圍內，避免由于人為因素造成信息泄露的問題。

課題信息：1.河南省高等教育教學改革研究與實踐項目（2019SJGLX001;2019SJGLX034）;2.河南省大中專院校就業創業研究課題（JYB2020190）;3.鄭州大學教育教學改革研究與實踐項目（2020ZZUJXLX018）

參考文獻：

[1]習近平主持中央政治局第十八次集體學習并講話[EB/OL].（2019-10-25）.http：//www.xinhuanet.com/politics/2019-10/25/c_1125153665.htm

[2]中國信息通信研究院.區塊鏈白皮書（2020）[R]北京：中國信息通信研究院，2020

[3]劉宇雷.“雙一流”背景下高校內部治理面臨的挑戰及其應對[J]江蘇高教，2019（11）：47-50

[4]武永江.“雙一流”建設背景下大學治理共同體的內涵、訴求及其培育[J]現代教育管理，2019（06）：23-28

[5]羅孟儒，袁小一，崔永.基于“區塊鏈”的高校數字教學資源共建共享[J]高校圖書館工作，2020，40（02）：34-38+50

[6]陳亮，黃清.基于區塊鏈技術的高校教學變革[J]中國教育信息化，2021（03）：40-42+96

[7]李立國.現代大學治理形態及其變革趨勢[J]高等教育研究，2018，39（07）：9-16

[8]曲一帆，秦冠英，孔坤，李博.區塊鏈技術對教育變革探究[J]中國電化教育，2020（07）：51-57