基于SWOT分析的區塊鏈技術教育應用研究

杜東燕 張錚 杜斌 方海光

摘要：區塊鏈作為分布式存儲與去信任化管理的新方式，被廣泛認為是繼互聯網后引起人類社會變革的又一項顛覆性技術，深刻影響著社會政治、經濟、文化等領域的創新性變革與發展，并在學生征信管理、產學結合、版權保護、教育資源建設等教育領域具有重要意義。本研究基于相關文獻，介紹區塊鏈技術和SWOT分析法相關理論知識與實踐發展現狀，并對區塊鏈在教育領域的應用進行SWOT分析，提出發展建議，希望能在一定程度上豐富“區塊鏈+教育”理論體系，推動區塊鏈技術與教育的融合發展。

關鍵詞：區塊鏈;教育應用;SWOT分析法

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）09-0088-05

● 引言

區塊鏈作為一種去中心化的信用建立范式，最先應用于比特幣的交易加密系統中，其數據存儲具有完整性、匿名性、不可篡改等特點，為現存的數據信用危機問題的有效解決提供了可靠的技術方案。作為一項綜合當下多種熱門概念的新技術，區塊鏈對社會生產關系的創新性變革具有重要意義，將推動人類社會由“信息互聯網”向“價值互聯網”轉變。

現代化信息技術的發展，促進教學環境數字化、智能化、自主化，與傳統的教育相比，現今的教育具有更高的開放性，與之相對應的教學活動、評價指標、資源類型、數據共享、教學管理等也發生了變化。然而，現有的教育系統在教學資源共享、教學平臺兼容、學分認證體系等方面存在著不足，數據壁壘、信任危機等問題尚未得到很好的解決，因此，急需通過技術手段建立一種更加完善的教育機制，提升教育的開放度與公信力。

在這樣的背景下，區塊鏈與教育的融合應運而生，但由于區塊鏈技術相關理論體系和應用模式尚未完善，所以具體實踐較少，缺乏相應的經驗。同時，從技術維度出發，區塊鏈作為一項新興技術，其本身也存在技術不成熟、資源管理效率低等缺陷。因此，本研究通過SWOT分析法，從區塊鏈自身及其在教育領域的應用兩大維度進行分析，提出發展建議，希望能在一定程度上豐富“區塊鏈+教育”理論體系，推動區塊鏈技術與教育的融合發展。

● 相關理論概述

1.區塊鏈技術

區塊鏈是一種由數據區塊構成的分布式數據庫系統，這些數據塊通過密碼學原理產生并實現特定的功能。區塊鏈在數據存儲和傳輸方面，采用權力均衡的分布式管理方式，各區塊節點享有平等的權利，共同參與信息的決策。

區塊鏈技術分布式的數據結構和特殊的信息傳輸方式，使其具備獨特的技術優勢，具體概括為以下幾點：

①去中心化。區塊鏈采取分布式存儲與對等網絡（P2P）傳輸的數據模式，這種模式中節點之間信息的存儲、交換和驗證不需要任何中心化機構的支持，各個區塊節點享有更大的自治權。另外，區塊鏈采用集體維護和管理的方式，所有區塊節點的行為受區塊全體的監管，任何私自改變數據的行為都是無效的。

②去信任。基于密碼學知識的數據處理使得區塊鏈系統去信任化。當區塊中有新的信息出現時，哈希函數產生隨機哈希值將信息轉化成高度復雜、難以追溯的數據，這種轉化后的數據通過非對稱加密算法進行二次加工處理，得到難以破解的新數據。

③不可篡改性。區塊鏈采用集體維護的數據存儲和管理方式，任何個體無法進行私自的數據信息修改。當某一節點的數據發生變化時會形成一個新的記錄，只有當信息真實性被公開確認后，這條信息記錄才會被寫入區塊鏈數據庫系統。

④可追溯性。區塊鏈中所有的信息都是嚴格按照系統協議生成和存儲的，信息的產生、信息的驗證、信息的轉化都會被存儲在特定的位置中。這些數據庫通過密碼學方法構成的鏈狀結構，可以在一定條件下進行逆向追蹤。

2.SWOT分析法

SWOT分析法是一種用于戰略決策的綜合性分析方法，這種內外結合的科學、系統性的決策分析方法，從宏觀和微觀兩個方面，尋找與研究對象相關的各種內部因素和外部因素，再按照影響因子大小進行篩選排序與整合歸納，分別列出S、W、O、T四部分所包含的內容，在充分考慮各因素的作用和相互關系的前提下，根據矩陣再次進行深入分析，得出現實條件下研究對象發展的最優化的決策，如圖1所示。

然后，將四個基本要素進行重組，在綜合分析的基礎上，形成戰略，如圖2所示。

● 區塊鏈技術在教育領域應用的內部優勢、劣勢

1.區塊鏈技術在教育領域應用的內部優勢

傳統教育依靠如學校、教育管理部門等中心化機構開展教學管理工作，學生學分認證、學歷頒布、個人信用記錄等由中心化機構統一進行數據管理和維護，當學習者、用人單位、教育機構進行對接時，學術造假、知識產權糾紛現象時常發生，造成用人單位對學習者的信任危機，嚴重影響產學結合效率，而去信任化管理的區塊鏈技術從數據層面、應用層面、體制層面進行數據管理，可以解決上述問題（如圖3）。

（1）構建個體學信體系，促進產學結合

區塊鏈技術可以構建去中心化的學信數據平臺，位于數據平臺的個體在教育活動中的分布式行為會被記錄和保存在區塊鏈數據庫中，具有唯一標識性，并且可以跨平臺存儲和使用。用人單位可以通過加入區塊鏈的方式合法且合理地獲取學生學習行為信息，對學生進行綜合評估，進行崗位匹配。

（2）建立智能化教育交易系統，推動在線教育發展

智能化教育交易系統通過P2P網絡傳輸模式進行點對點的實時交易，可以緩解中心化機構內存限制問題，避免交易頻繁而造成平臺存儲空間不足、運行受阻，提高平臺運行效率。區塊鏈為廣大學習者提供了一個更加資源豐富、方式多樣的智能化學習平臺，平臺具有交易可視化、操作簡單化、學習自主化等特點，可以有效解決復雜的知識交易問題。

（3）建設全球知識庫，促進資源共建共享

用戶可以在區塊鏈平臺上用P2P進行知識付費和知識獲取，實現實時交易與資源共享。另外，區塊鏈技術的分布式特點，可以解決信息孤島問題，使教育資源超越時間、地點的限制進行優化組合、互聯，共同創建優質知識資源庫。

（4）重塑“虛擬學習社區”生態，實現自組織運行

虛擬學習社區學習監督和管理方式的多樣化，導致一些自制力較弱的學習者學習效率下降，不能很好地實現教學目標。區塊鏈技術的智能合約可以對學習社區的成員進行約束與監督，并通過虛擬幣的方式強化學習行為，鼓勵學習者積極參與學習活動。除此之外，區塊鏈可以通過共享機制對虛擬學習社區中的學習行為進行監督，促進在線教育環境健康發展。

2.區塊鏈技術在教育領域應用的內部劣勢

區塊鏈技術運用代碼進行邏輯架構和算法設計，并且大多是開源結構，技術原理復雜且應用模式模糊，存在代碼漏洞、加密和反加密技術被攻破、智能合約被篡改等一系列不可忽視的技術問題。

（1）教育系統運行效率有待提高

區塊鏈依靠分布式數據存儲實現去中心化服務，區塊鏈中的每個節點都需要足夠大的空間來存儲整個系統完整的數據信息，而隨著新的教育節點的生成，數據將迅速增加，這對區塊鏈教育系統數據庫的存儲空間、運行速度提出了更高的要求。

（2）師生隱私保護急需增強

區塊鏈通過共識機制進行信息驗證，當信息的真實性被超過51%的區塊節點共同確認后，信息將會被記錄。這種共識機制通過工作量進行權力認證，如果系統受到攻擊導致超半數的節點發生改變，將會記錄非正常的數據，造成系統信任危機。在教育教學中，倘若不法分子惡意攻擊區塊鏈保密系統，就可能造成師生隱私泄露問題，存在極大的安全隱患。

● 區塊鏈技術在教育領域應用的外部機遇、挑戰

1.區塊鏈技術在教育領域應用的外部機遇

（1）國家政策對區塊鏈技術教育應用的大力支持

國家規范性政策對技術的發展具有引領性作用，為了提高國際競爭力，滿足人們現代化生活的需求，世界各國政府都制定了完整的戰略部署規劃，積極出臺與區塊鏈技術相關的政策法規，加大科研領域的人才培養和經費投入，鼓勵社會各界共同探尋其在教育中的潛在價值。

（2）區塊鏈技術在教育領域具有巨大的發展潛力

教育一直是備受關注的社會性話題，任何技術與教育領域的融合，其目的都是更好地實現教育目標，培養社會所需的人才。現代化社會的教育理念發生變化，更加注重綜合性人才的培養，教育方式也發生了改變，區塊鏈這一新興技術將會引起教育的深刻變革。

在教學資源建設方面，區塊鏈技術的數據是分布式管理與集體維護的，這就意味著全球優質的教育資源可以互通互享、優勢互補，為學習者提供更加便攜的知識管理途徑;在教學評價方面，無論是學習者的正式學習成績，還是比賽獲獎證書、社會實踐證明、專利技術證明等實踐創新能力成果，都可以通過區塊鏈技術寫入學生個人檔案，學習成果的多樣化為教育評價提供了不同的參考標準，學校、家長、用人單位可以根據不同的需求對學生進行綜合性評價;在教學管理方面，區塊鏈采取去中心化的方式，不需要諸如教育管理機構的中心化數據管理，可以優化工作流程，提高整體效率。

2.區塊鏈技術在教育領域應用的外部威脅

（1）區塊鏈技術在教育領域應用缺乏完整的規范體系

區塊鏈技術在教育中的探索是全球化且發展不平衡的，不同國家根據自身社會發展狀況制定了其國家范圍內的發展政策與文件指導，取得一定的成效。但是區塊鏈技術在教育領域應用的推進過程中，由于缺乏全球性規范文件和標準政策的引領，再加上其國際通信方式的差異，其優質的資源和經驗難以共享，其規范體系的不完整也容易產生安全隱患、利益糾紛等問題。

（2）區塊鏈技術在教育領域應用推廣困難

區塊鏈涵蓋數學、信息技術、密碼學等多領域，知識體系具有綜合性和復雜性的特點。社會教育機構大多采用傳統的中心管理來維護正常的工作，而區塊鏈去中心化的管理方式，使得管理模式和服務理念都發生了巨大的改變，教育工作者對這種改變的適應需要一定的時間。強大的計算能力和足夠的存儲空間，與傳統方式相比需要更多的資金投入，另外，技術的不成熟存在隱私泄露的風險，影響教育機構的決策。

● 區塊鏈技術在教育領域應用的建議

在區塊鏈技術與教育領域融合的過程中，需要用發展的眼光看待區塊鏈技術，用積極的態度擁抱其技術優勢。教育研究者應當將區塊鏈與現代教育改革相結合，創建未來教育新生態。當然，在肯定其特殊作用的同時，應辯證理性地對待區塊鏈在教育領域運用的缺點，通過其他技術的創新組合進行彌補，發揮更高的應用效益。

1.完善“區塊鏈+教育”相關標準和規范

任何健康、穩定運行的體系都需要統一的標準化規則進行制約。區塊鏈技術在教育領域融合的過程中，需要完整的全球標準化政策法規和指導性文件的引領，世界各國應遵循統一的技術標準和行為規范，實現資源的共建共享，共同營造良好的運行環境，加快區塊鏈技術在教育領域應用的步伐。

2.健全“區塊鏈+教育”人才培養體系

區塊鏈技術在教育領域的發展與推廣離不開教育實踐者的共同努力，要加強“區塊鏈+教育”人才培養體系建設，結合時代和社會的需求，培養人才對新技術的理解能力、新技能的掌握與運用能力，提高新時代信息化素養。人才培養體系應從教育工作者和學習者兩方面進行，既要引導他們對區塊鏈技術基本知識與基本技能的學習，養成良好的區塊鏈技術思維，也要注重區塊鏈技術實際的運用和遷移能力培養。

3.構建“區塊鏈+教育”創新應用場景

現階段，區塊鏈技術在教育領域主要應用于教育平臺、學歷認證、版權保護、資源存儲與共享等領域實現單一的功能。在區塊鏈3.0時代，“智鏈”的產生為“區塊鏈+教育”提供了更廣泛的應用場景，各領域應當積極尋找區塊鏈融合新途徑，推動智能教育發展。

4.建立區塊鏈自防御系統

為了避免技術缺陷造成的用戶隱私泄露，可以通過多種技術的創新融合來進行彌補，建立完整的隱私保護機制，保障用戶的信息安全。例如，可以通過大數據和數字孿生技術的融合，與區塊鏈系統形成協同關系，對用戶數據進行二次加密和追蹤，建立區塊鏈自防御追蹤系統。自防御系統以全球化區塊鏈規范標準為依據運行，當惡意行為產生時，立即定位追蹤，阻斷行為，進行懲罰，防止黑客入侵，保護用戶信息安全。

● 總結

區塊鏈技術與教育的創新性融合，為教育的變革提供了強有力的技術支持，促進了教育信息化的發展，但其在推進的過程中也存在著設備要求高、系統維護復雜、應用推廣難等問題，因此，要想將區塊鏈技術更好地應用于具體教育教學，還需要社會各界的共同努力。首先，政府應當重視區塊鏈在教育領域應用的發展潛力，積極整合各方資源，從政策、資金等方面提供支持，鼓勵社會各界對“區塊鏈+教育”領域的研究;其次，學校及社會機構應加強“區塊鏈+”人才體系建設，成立專門的小組進行區塊鏈教育平臺開發工作，打造信息互通、資源共享的智能化開放教育系統;最后，廣大教育工作者應以辯證的思維看待區塊鏈技術，提高自身區塊鏈技術素養，以積極主動的態度尋找區塊鏈與教育融合的新途徑，促進教育領域的創新性變革與發展。

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作者簡介：杜東燕，女，首都師范大學教師教育學院在讀碩士研究生，研究方向為人工智能教育、教育大數據;張錚，女，首都師范大學教師教育學院在讀碩士研究生，研究方向為人工智能教育、教育大數據;杜斌，男，東城區智慧教育研究中心主任;方海光，男，教授，博士，主要從事移動學習、教育大數據、人工智能等方面的研究。