區塊鏈技術在教育教學中的應用與挑戰

發布時間：2020-03-07所屬分類：教育職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：區塊鏈技術被認為是繼蒸汽機、電力、信息和互聯網革命后，引發第五次人類社會顛覆性變革的技術，并開始在教育教學領域產生影響，尤其是在大學入學選拔、學習成績單、學習認證、學分轉移、學位證書等諸多方面得 以初步發展和應用。文章通過追蹤、檢索有

　　摘要：區塊鏈技術被認為是繼蒸汽機、電力、信息和互聯網革命后，引發第五次人類社會顛覆性變革的技術，并開始在教育教學領域產生影響，尤其是在大學入學選拔、學習成績單、學習認證、學分轉移、學位證書等諸多方面得 以初步發展和應用。文章通過追蹤、檢索有關區塊鏈技術發展應用方面的各類文獻資料，并重點關注教育教學區塊鏈技術應用機構和專家的觀點，從區塊鏈成績單、基于區塊鏈技術的學習者資源管理和學習賬本等三個方面，呈現了區塊鏈技術在全球教育領域的發展和應用現狀，以及區塊鏈技術在教育教學應用過程中存在的問題 和挑戰。

　　關鍵詞：區塊鏈;區塊鏈成績單;學習者資源管理;學習賬本;挑戰

　　引言

　　區塊鏈技術已在全球金融業、商業服務業等領域得到了比較廣泛的研究和應用 ，但在教育教學領域，區塊鏈技術鮮有系統、成熟的案例和研究文獻。然而，正如任何新技術在得到全面、系統 、深入的應用之前所必然經歷的軌跡一樣 ，區塊鏈技術在教育教學中正處于美國著名信息技術研究和咨詢公司Gartner所提出的技術成熟度 曲線的起始階段【1】，即技術萌芽期 (Technology Trigger)。在此階段 ，隨著行業關注度的大幅升高和媒體的大肆報道 ，社會公眾和業 內人士均對技術的期望值越來越高。然而 ，此階段雖有大量的資金投入 ，但用戶 的需求和技術、產品或服務往往并不成熟一一這和 目前區塊鏈技術在全球教育領域所受到的追捧、關注和發展現狀如 出一 轍 。比如，享譽全球的美國麻省理工學院媒體實驗室 已利用 區塊鏈技術頒發數字證書和數字幣，以認可加入其全球研究伙伴計劃的各行業才俊;霍博頓軟件工程學院計劃從2017年開始和 “比特認證”(Bitproof)公司合作 ，利用 區塊鏈技術授予學習認證;塞浦路斯尼科西亞大學推出了基于區塊鏈技術開發和應用的理學碩士學位項 目，并開始使用區塊鏈技術，追蹤 、記錄學生的學習過程和結果;哈佛大學伯克曼克萊恩互聯網和社會研 究中心正在研究區塊鏈技術在物權法、數字金融等領域的應用和影響，以促進 區塊鏈技術專業人才的培養【2】。此外，全球眾多其它商業企業和教育機構也紛紛投入資源探索區塊鏈技術在教育教學中的應用。在此背景下，本研究通過追蹤、檢索有關區塊鏈技術發展應用方面的各類文獻資料，并重點關注教育教學區塊鏈技術應用機構和專家的觀點，分析了區塊鏈技術在教育教學中的應用與挑戰 。

　　一、區塊鏈簡介

　　1區塊鏈概念界定

　　區塊鏈是指通過去中心化和去信任的方式，集體維護一個可靠數據庫 的技術 。從本質上來說，區塊鏈是利用分布式技術和共識算法重新構造的一種信任機制，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含 了一次網絡交易的信息，用于驗證其信息的有效性并生成下一個區塊。也可以把區塊鏈簡單地理解為一個 由所有參與者公共維護的交易賬本，賬本信 息的公開使得所有參與者可 以一起來校驗交易和記賬 的正確性，使得賬本具有防止惡意篡改的能力，成為所有參與者可以信任 的載體【3】【】【5]。

　　2區塊鏈的起源

　　區塊鏈概念首次~Nakamoto在2008年發表的Bitcoin：APeer-to-PeerElectronicCashSystem 一 文中提出【6】。在該文 中，區塊鏈技術被認為是構建 比特 幣數據結構與交易信息加密傳輸的基礎技術。Satoshi認為 ，借助第三方機構來處理信息的模式擁有點與點之間缺乏信任的內生弱點： ①商家為了提防 自己的客戶，會 向客戶索取完全不必要的信息，但仍然不能避免一定的欺詐行為 ;② 中介機構的存在 ，增加了交易成本，限制 了實際可行的最小交易規模;③數字簽名本身能夠解決電子貨 幣的身份問題，如果還需要第三方支持才能防止雙重消費，則系統將失去價值 。基于傳統交易中存在的上述問題，Satoshi在區塊鏈技術的基礎上創建了比特 幣一一 比特 幣是指陌生人之間無需依賴中央銀行或類似第三方 中介機構而直接交易的數字貨幣。目前 ，越來越多的金融機構開發并應用區塊鏈技術來管理各種數字交易。

　　3區塊鏈的特征

　　區塊鏈技術有 四個核心特征 ：去 中心化 (Decentralized)、去信任 (Trustless)、集體維護 (CollectivelyMaintained)、可靠數據庫 (ReliableDatabase)[7】。換句話說，區塊鏈技術的去信任和去 中心化等關鍵特征，能夠有效解決全球 日益興起的共享經濟發展過程中存在的信息不對稱、陌生人信任 、交 易成本高等難題 。因此 ，區塊鏈技術被認為是繼蒸汽機、電力、信息和互聯網技術后，引發第五次人類社會顛覆性變革的技術 。顧名思義，區塊鏈 (Blockchain)包括 “數據塊”(Block)和 “鏈接 ”(Chain)一一具體而言，每一數據塊包含著系統一定時間內加密 的全部信息交流數據;鏈接則指每一區塊與下一 區塊間的鏈接關系，從而構成區塊鏈。由于每一區塊都包含特定時間內系統的全部信息交流數據，因而每個區塊都是平等的，且單一區塊的損壞不影響系統整體的安全性，所 以區塊鏈具有去中心化 、可靠數據庫等核心特征;同樣 ，由于每一 區塊皆包含系統的所有信息，使得信息的真實性可以交叉驗證 ，從而保障了區塊鏈 中的信息都是真實的，因此區塊鏈又具有去信任、集體維護的典型特征。

　　4區塊鏈的發展

　　區塊鏈技術最早受到金融機構 的關注，尤其是2015年 以來，美 國納斯達克證券交易所推 出了基于區塊鏈技術的數字總帳技術 ，用于股票交易與發行記錄 ;花旗集 團、 日本三菱 日聯金融集團、瑞士聯合銀行和德意志銀行等全球大型金融機構也先后宣布應用 “區塊鏈”技術，來打造快捷、便利 、成本低廉的交易作業系統。在金融領域之外，區塊鏈技術也開始被應用于物權保護 、公證、在線游戲等有信息透 明公開并永久記錄需求的領域 ，并超越 了數字貨幣領域，展現出重塑社會各方面及運作方式的潛力，如沃爾瑪開始應用區塊鏈技術處理食品安全等問題【】。區塊鏈研究院 (InstituteforBlockchainStudies)創始人Swan[91認為 ，區塊鏈技術所帶來的革新主要分為三類 ：區塊鏈 1.0、2.0和3.0一一 1.0對應的是數字貨幣，這方面 的應用和現金有關，如貨幣轉移、匯兌和支付系統等;2.0對應的是智能合約，主要應用在經濟、市場、金融領域等，但其可延伸的范圍比簡單的現金轉移要寬廣 ，可 以涵蓋股票、債券 、期貨、貸款 、按揭、產權和智能合約等方面 ;3.0則對應的是超越貨 幣、金融、市場 以外的應用，主要應用在教育、健康、科學、文化和藝術方面 。

　　Tapscott等【lo]在 《區塊鏈革命 ：比特 幣背后的技術將如何變革金融、商業和世界》一書中指出，第 一代數字革命為人類社會帶來 了信息互聯網 (IntemetofInformation)，而區塊鏈技術驅動的第二代數字革命正在為我們帶來價值互聯 網 (IntemetofValue)，即變革人類社會、重塑商業世界的基于區塊鏈技術的新型、分布式平臺。除了在數字貨幣、產權證明、智能合 同等金融和商業領域 的應用，Levin[¨】認為區塊鏈技術可 以在大學入學選拔 、學習成績單、學分轉移、學位證書等諸多方面發揮作用，并有助于學校招聘優秀師資、管理學校資產、科研基金和學生貸款 ，從而讓教育機構更加透 明、更有效率、更能回應社會和學習者的需求 。此外，下一代智能合約和去中心化應用平 臺以太坊 (Ethereum)正致力于實踐 “作為服務 的區塊鏈技術 ”(Blockchainas aService)，并邀請學術人員深入研究、實踐基于區塊鏈技術開發與應用的實驗 。mM公司于2016 年投入巨資，支持基于 區塊鏈技術的 “超級賬本工程 ”(HyperledgerProject)，并開發 了企業應用版 的區塊鏈環境系統，以幫助企業處理安保和政府管制等多方面的業務(12]。

　　二 區塊鏈在教育教學中的應用

　　區塊鏈技術在教育教學領域中的應用還處在萌芽階段 ，盡管如此 ，專家認為該技術 比現有學習成績記錄能更加全面 、細致 、透 明、長期、可靠地記錄學習者在人生每一階段的學 習成績和掌握 的技能。從現有的研究和實踐來看，區塊鏈技術在教育教學中的應用主要包括：

　　1區塊鏈成績單 (BloekchainTranscript)

　　盡管現有文獻和實踐案例顯示 ，區塊鏈技術在教育領域的價值和影響大多還是預測性、前瞻性的;但研究人員認為 ，區塊鏈技術和近年來席卷全球 的慕課運動 、學習認證 以及學習和職業發展之間有著密切的關系，即通過應用 區塊鏈技術 ，學習者能夠 自主擁有其學習過程和結果的記錄及證據 ，并 自主管理其學習內容，從而打破 了長期 以來學習成績等檔案 由學校擁有并保管的傳統 。尤其是基于區塊鏈技術 的、全面呈現學習者學習過程和結果的學習成績單將成為現實和主流，因為這一成績單 能夠記錄學習者一生的成長經歷、學習過程和結果、掌握的技能、完成的學習項 目、教師的評價等詳盡數據 。研究人員把這一成績單稱為區塊鏈成績單 ，認為這一 成績單更有助于學習者在技術賦能的學習環境下從眾多不同的教學機構 中選擇想要 的課程并獲得基于項 目或服務學習成果 的認證，同時還能夠展示學習者做過什么、有什么興趣愛好和技能特長 。此外，通過了解學習者所學課程的性質和 內容、考試類型、完成 的作業量、獨立或 團隊完成的項 目，區塊鏈成績單也有助于學習者在不同學校 間轉學，而無需申請相關學校開具學習證明、成績單等轉學手續 。此外 ，這一技術的應用也會為學習者創造新的信任網絡 ，識別網絡中其他學習者所掌握的知識和技能，從而創建基于學習過程和結果的社交網絡系統[13]。同時，區塊鏈技術也 日益被應用到數字徽章的實踐中。Levin[14]認為，區塊鏈技術讓學習者更容易創建 、維護、共享包括所學課程 、學分、成績和經歷的個人數字資料，有助于學習者實現個性化學習，改善學習過程和成效。

　　2基于區塊鏈技術的學習者資源管理 (Bloekchain.basedLearnProfileManagement)

　　個性化學習曰趨成為技術賦能的學習環境下學習者學習新知、掌握技能的有效途徑。Ark【15】認為 ，個性化學習過程 中學習者個人資源 (LearnerProfile)的管理至關重要 。個人資源既包括學習者的學習成績單，也包括學習者的知識 、技能、興趣愛好、個性、特長等各方面資料 。因此，在共享經濟 (SharedEconomy)和個體經濟 (PersonalEconomy) 日益增長 的社會、經濟、技術環境下，對學習者個人資源的有效管理和去中心化 ，即學校不應獨 占學習者 的個人資源并決定資源 的內容 ，已成為 了人們的共識 。基 于此，他提 出了 “父母 管理 的學習者個人資源 ” (Parent.managedLearnerProfile)這～概念 。Levin[】認為，父母管理的學習者個人資源的有效應用取決于分布式信任系統的存在 ，而區塊鏈技術正好可以解決這一 問題 。 [17]指出，學習者個人資源包括三個要素，即學習成績單 (包括課程和各科成績 )、個性化學習信息 (除學校正式成績單之外的各類學習和技能資料、社會服務活動記錄等課外學習和實踐檔案)和個人最佳實踐組合包 (包括個人校內外活動最佳成績和項 目)。基于區塊鏈技術 的學習者個人資源管理將有助于學校、教師、學習者個人及其父母全面 了解并管理學習者的信息，從而更加有針對性地改善學習績效;同時，也有助于企業雇傭到與企業契合度最高的員工 。正如全球最大的職業社交網站領英 (Linkedln)的創始人Hofman[~81所言：“2l世紀 的文憑應包括學習者正式和非正式的學習經歷 ，即從不 同教育機構獲得 的學分、工作實踐經歷、同伴學習、在線學習等學習過程和結果能全面體現在 同一文憑中，實現動態 的可隨時更新的學 習者個人資源 ”的管理和呈現 。 CavanagN 】甚至斷言：區塊鏈技術讓學習者的學習經歷實現了在線無縫共享，將對學習認證和學習數據管理帶來變革，甚至顛覆 。

　　相關期刊推薦：《現代教育技術》立足學術研究、帶動實踐探索、促進教育技術發展、推動教育現代化。本刊可供高校及其他各級各類學校電教中心(現代教育技術中心)、CAI中心、遠程教育機構、多媒體研究開發人員和熱心教育現代化的教師及管理人員閱讀，是學校圖書館、資料室、教育技術中心等部門的必備資料。本刊對師范院校教育技術類專業師生的學習及研究具有參考價值。