基于區(qū)塊鏈技術的學生 綜合素質評價機制構建研究

楊倫義 郎曉安

【摘 要】近年來，學生綜合素質評價越來越受重視，也正逐步向信息化方向發(fā)展。在學生綜合素質評價中融入區(qū)塊鏈技術，發(fā)揮其特有優(yōu)勢，有利于切實解決學生綜合素質評價的現存問題。本文首先分析了目前學生綜合素質評價存在的問題，其次介紹了區(qū)塊鏈技術應用于學生綜合素質評價的可行性及優(yōu)勢，最后設計了學生綜合素質評價機制的框架和模型，并從區(qū)塊鏈的六層架構出發(fā)，詳細闡述各層的使用方法。

【關鍵詞】綜合素質評價;區(qū)塊鏈;評價機制;框架

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）011-082-04

綜合素質評價自2004年由教育部提出以來，經過多年的發(fā)展，越來越受到全國各級教育部門重視。習近平總書記在2018年全國教育大會上明確提出要在增強綜合素質上下功夫[1]。2019年國務院發(fā)布的《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》要求各省建立綜合素質評價管理系統，形成統一的評價檔案[2]，說明學生綜合素質評價越來越重視評價過程的信息化和評價數據的可追溯性。區(qū)塊鏈作為P2P網絡技術、共識算法、數字簽名、智能合約等計算機技術的新型應用模式，在透明可信、防篡改可追溯、隱私安全保障、系統高可靠等領域具有重要的潛力，已經成為金融科技的底層技術，滿足了相互不信任的多個參與者建立分布式信任的需求，實現了低成本、高效的多方協同。習近平總書記在2019年10月24日開展的中央政治局第十八次集體學習時強調，我們要把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新的重要突破口，要積極推動區(qū)塊鏈技術在教育領域中的應用[3]。綜上可見，在學生綜合素質評價中融入區(qū)塊鏈技術，是一個極富探索價值的方向。

學生綜合素質評價現存問題

學生綜合素質評價工作自開展以來，轉變了我國基礎教育的育人方式，在人才選拔、教學質量評估和監(jiān)控、學生綜合素質發(fā)展等方面起到了較大的促進作用，但是仍然存在一些問題。

綜合素質評價效能不高。目前，評價結果并沒有得到真正的運用。主要原因如下：第一，學生綜合素質評價是在標準量化的方式下進行的，最后的評價也多為空泛性的內容，不能為高校招生提供一些有參考意義的信息[4]。第二，高等學校和高中學校依然是一心“應試”，都忽視了綜合素質評價所帶來的獨特育人價值。高等學校招生不看重中學提供給高校的綜合素質評價報告，使其在升學中的地位“無足輕重”[5]。

綜合素質評價客觀性不足。一方面，綜合素質評價雖然要求多元主體的參與，但實際上教師評價仍處于主導地位，難以真正落實多方評價;另一方面，學生評價、自評的主觀色彩過濃，其可信度有待商榷;此外，評價過程缺乏監(jiān)管，難以保障評價的透明、客觀、公正。

綜合素質評價方法不合理。第一，評價形式單一，評價結果基本停留在學分和等級的記錄，而且都是文字性的描述，內容千篇一律，區(qū)分度很低，沒有特色[6]。第二，綜合素質評價沒有成為學校以及教師工作中的日常性行為，大多在期末集中填報，喪失了過程性評價的意義[7]。第三，評價過程形式化，綜合素質評價沒有作為一種常態(tài)化評價在學校里實施，只是流于形式[8]。

綜合素質評價系統安全性不夠。現在大部分學校都在使用綜合素質評價系統進行綜合素質評價，但系統在安全可靠性方面還存在不足。第一，在數據的傳輸和存儲上沒有對數據完全加密，存在數據泄露風險。第二，目前都是采用中心化的方式，對系統或機房的容災性不夠。

區(qū)塊鏈技術應用于學生綜合素質評價的優(yōu)勢

第一，透明可信。在區(qū)塊鏈系統中，網絡中的每個用戶端既是一個節(jié)點，也有服務器的功能。所有節(jié)點地位都是平等的，任何一個節(jié)點無法直接找到其他節(jié)點，必須依靠廣播進行信息交流，每個節(jié)點都將自己接收到的消息記錄在自己的本地記錄中，通過共識算法讓自己的本地記錄跟其他節(jié)點的記錄保持一致。整個系統對于每個節(jié)點都是透明、公平的，系統中的信息具有可信性。這解決了中心化系統中不同節(jié)點之間存在信息不對稱的問題。

第二，防篡改可追溯。區(qū)塊鏈系統中任何一筆交易都是有完整記錄的，可以針對某一狀態(tài)在區(qū)塊鏈上追查與其相關的全部歷史交易。系統采用共識算法確保交易一旦寫入就很難被篡改，攻擊者需要控制全系統超過51%的算力才能對系統進行篡改，即使被篡改，篡改日志也會記錄到各個節(jié)點中，追溯起來也非常方便。

第三，隱私安全保障。區(qū)塊鏈系統中的數據都是以加密形態(tài)存儲的，任何不相關的用戶都無法從密文中讀取到有用的信息。系統中的用戶以私鑰作為身份唯一標識，除了在系統中的交易記錄之外，系統并不知道這個私鑰持有者的任何信息，進而保護了用戶隱私。

綜上所述，融入區(qū)塊鏈技術的學生綜合素質評價能將傳統評價模式升級，并取得以下效果：第一，促進學生綜合素質評價的透明公開，保證綜合素質評價從學生活動的錄入、學生綜合素質的評價到綜合素質評價結果的使用等一系列環(huán)節(jié)的透明性。第二，確保學生綜合素質評價相關數據的安全性，包括存儲安全和傳輸安全，并能對各個環(huán)節(jié)進行追源溯責。第三，系統除了依靠學生或教師主動錄入信息外，還可通過接口形式與其他系統對接，輕松獲取學生相關的活動數據信息，使學生的評價數據更加整體、全面。第四，強化學生綜合素質評價結果的運用，讓評價結果作為一種高可信的證明為各場景提供服務。

構建基于區(qū)塊鏈的學生綜合素質評價機制

1.基于區(qū)塊鏈的學生綜合素質評價機制的框架設計

基于區(qū)塊鏈的學生綜合素質評價機制，圍繞立德樹人這一根本任務，堅持對學生進行過程性評價，以學生的成長記錄為基礎，力求內容全面、客觀、可信，進一步深化與落實學生德智體美勞全面綜合發(fā)展。按區(qū)塊鏈基礎架構模型[9]，自底向上設計為數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層共六層。具體架構模型如圖1。

（1）數據層。數據層封裝了學生綜合素質評價的底層數據和相關的加密技術。學生綜合素質評價的底層數據是由活動基礎數據、評價數據、評價結果應用數據等組成的數據區(qū)塊，各數據區(qū)塊通過鏈式結構連接起來，同時采用數據加密、哈希函數和時間戳等技術，提高系統數據的安全性、不可篡改性和可追溯性，成為整個評價系統最基本的底層數據。

（2）網絡層。網絡層封裝了P2P網絡機制、數據傳播和驗證機制等，維護區(qū)塊鏈網絡上各節(jié)點的正常通信。網絡層是學生綜合素質評價融入區(qū)塊鏈技術去中心化的關鍵。每一個區(qū)塊既能接收評價信息，也產生評價信息，主要體現在網絡層中的每一個區(qū)塊都可以創(chuàng)造新的評價信息。新的評價信息被創(chuàng)造后會以廣播的形式通知其他區(qū)塊，進而自動對新區(qū)塊進行驗證。新生評價信息通過驗證后，便可以添加到學生綜合素質評價的主鏈上。網絡層保證了學生綜合素質評價流程中各個環(huán)節(jié)信息流的暢通，不會因為部分區(qū)塊的損壞而中斷，進而保障整個評價過程的時效性。

（3）共識層。共識層是整個系統的核心，其主要通過共識機制實現區(qū)塊鏈上各節(jié)點高效地針對區(qū)塊數據的有效性達成共識，確保各節(jié)點數據的一致性，常見的共識算法有POW、POS、DPOS等。

（4）激勵層。為積極參與系統評價提供的激勵措施，鼓勵各個區(qū)塊參與區(qū)塊鏈綜合素質評價活動，提高評價的準確性。

（5）合約層。合約層規(guī)定了綜合素質評價過程中涉及的各種操作細節(jié)，通過程序設計語言編寫的各類算法、腳本代碼控制系統的自動執(zhí)行，如采用程序設計語言編寫一段獲取學生綜合素質評價結果的智能合約。這樣無需采用額外的技術支持，就可以確保該學生綜合素質評價結果只能被讀取，鏈上的任何一個節(jié)點都可以查看到該腳本的源代碼，在這個評價過程中各節(jié)點可以相互監(jiān)督。

（6）應用層。應用層處于最頂層，封裝了學生綜合素質評價的應用場景。應用層提供了學生綜合素質活動數據的采集、綜合素質活動的評價、評價結果查詢等應用。借助區(qū)塊鏈技術不僅可以記錄學校文化課的學習過程，還可以記錄學生在校外參加的各種學習活動，形成了學生學習過程的完整記錄，能夠比較真實地反映學生學習生涯的綜合教育情況。

2.基于區(qū)塊鏈的學生綜合素質評價機制模型

基于區(qū)塊鏈的學生綜合素質評價信息鏈是依托學生綜合素質評價需求，以區(qū)塊鏈技術為基礎，保障綜合素質評價活動高效運轉的鏈狀網絡結構，其組成要素有評價者、被評價者、評價信息、評價環(huán)境和區(qū)塊鏈技術。評價者和被評價者是整個學生綜合素質評價信息鏈的中心要素，是鏈上的主體信息源;評價信息是評價活動所涉及的各個對象信息，是信息鏈的基礎數據;評價環(huán)境是評價活動所依托的系統平臺;區(qū)塊鏈技術為整個評價系統提供技術保障。

（1）區(qū)塊鏈底層協議。區(qū)塊鏈技術具有多種不同特性的底層協議可供選擇，比較常見的有Gossip、Kademlia協議，在為綜合素質評價選擇底層協議時，需要綜合考慮參與評價的用戶總數和評價的時效性，選擇一種最適合的底層協議作為綜合素質評價的底層“分布式賬本”，保證數據的安全性。

（2）學習經歷記錄平臺。學習經歷記錄平臺是基于所選的區(qū)塊鏈底層協議開發(fā)的一套用于記錄學習者學習活動、評價活動、結果應用的信息系統，一方面可以記錄學生的在校學習情況，包括日常表現、課堂學習、考試成績、參加的課外活動或實踐活動等，另一方面可以記錄學生在整個學校階段參加過的比賽、演出、活動等。總的來說，借助區(qū)塊鏈技術將學生學習生涯中參加的各項活動通過區(qū)塊的方式鏈接起來，實現了學習記錄的安全存儲。

（3）用戶接口。學生通過用戶接口可以實現數據的錄入，評價者通過用戶接口可以對學生綜合素質進行評價，使用者獲得授權后通過用戶接口可以查詢到某一學習者的完整學習檔案，真正實現教育經歷的全過程追溯。

結語

區(qū)塊鏈的去中心化特點，使每一個節(jié)點都能看到鏈上所有數據，實現了評價的公平公正，學生與學生之間形成了一個既相互獨立又相互關聯的動態(tài)區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈的防篡改特性，使已經錄入系統的信息將不能被隨意篡改，任何對系統的操作都將留下記錄，進一步保障了學生信息的安全性。

目前，區(qū)塊鏈技術在教育領域的發(fā)展尚未完善，還有很長的路要去探索，隨著研究的深入，我們面臨的挑戰(zhàn)也會更多。有關深層的技術層面還需要進一步開發(fā)，通過實踐的驗證使該評價機制更趨于完善。

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