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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 34 基于区块链技术在智慧教育领域的应用 陈柯羽 杜雨婷 刘启芬 周文静 邹瑞洪 天津师范大学，天津 561000 摘要：摘要：随着区块链技术的发展与普及，区块链技术开创性地应用于智慧教育领域，利用其去中心化、安全、高效、不可篡改等特点，打造五位一体的智慧教育模式和学分银行，以形塑以学习为中心的价值逻辑，重构智慧教育生态，进而实现“区块链+”对智慧教育平台的创新。本文将在区块链技术逐步成熟并应用到各个领域的背景下，探讨“区块链+”对智慧教育新形态的促进成果，同时探索对“区块链+”教育进一步发展和落地的推动的可能性。关键词：关键词：区块链技术；智慧教育；教育平台 中图分类号：中图分类号：G642 随着自 2009 年比特币的出现之后，区块链技术作为一种全新的重要技术也开始受到关注。其不可更改，去除中心化、信用等级高的特点使得技术使用者可以同时使用分享同样的分布式账本，从而达到交换数字资产和形成多方共识的目的。区块链技术受到我国的高度关注，国务院 2022 年印发的“十四五”数字经济发展规划部署的第五项任务“持续提升公共服务数字化水平”对应的“社会服务数字化提升工程”中提出：要深入推进智慧教育。推进教育新型基础设施建设，构建高质量教育支持体系。在国务院印发的“十四五”国家信息化规划将区块链列入我国的国家信息化规划，并将其定为战略性前沿技术之一。与此同时，传统教育模式短板凸显。当前，教育领域综合改革已经进入深水区、攻坚期，要破解教育发展中面临的难题和关键问题，关键是突破。以往教育领域的传统评价过度侧重于学生的智力水平方面，缺少综合性，比较片面，大数据时代对学生的评价标准应该具有创新性、多样性。因此，区块链技术与智慧教育两者结合，利用区块链去中心化特点适应智慧教育综合性创新性应用的需求已势不可挡。区块链技术可与打造“区块链+智慧教育”的平台学习模式。区块链技术在线上智慧教育中的主要创新应用可以体现在以下三个方面：一是降低转换成本。通过进一步创建个性化的智慧教育数据库可以实现行业与学术界的深度融合，从而降低相关的认证和转换成本；二是提升交易效率。通过利用区块链技术的实时传递，高效便捷的特点建立线上智慧转换平台，无需人工操作即可在互联网平台上自动完成一系列交易步骤，进而提高区块链+智慧教育平台的运营效率；三是保证数据安全。利用区块链技术不可篡改的核心特点搭载智慧教育多方参与协作的新兴教育体系，开放使用端多方访问权权限，避免传统银行高度集中的数据化缺点，打造公开透明的互联网教育数据生态，保障平台全部数据的安全性和真实性，提高数据可信度。因此，基于以上结合优势，可利用“区块链+智慧教育”模式打造五位一体的智慧教育平台和学分银行，通过以区块链技术为底层技术构建开放教育资源分布式管理平台面向学生、老师、学校三方搭建平台构建教、学、评、研、管五大教育体系，同时依托平台开展学分银行建设，进而赋能智慧教育生态。1 五位一体的智慧教育 在信息技术时代，传统教育模式已经不再适应当前时代环境，急需依托互联网技术迭代升级，而智慧教育就是利用智能技术创造智能环境，让教师能够依托科学的教学方法，培养学生良好的价值观、高质量的思维模式和高效率的实践能力。随着科技的发展，人们一再反复提出要搭建智慧教育体系，让教育紧跟时代步伐。依据区块链技术，形成五位一体的智慧教育体系可以充分利用区块链去中心化特点，构建全新智慧教育教、学、评、研、管五大体系。1.1 教育 在教育方面，平台运用区块链技术搭建去中心化智慧教育系统。以区块链技术为底层原理，结合其他现代科学技术，可以搭建适应不同环境场所需要的教学环境，以满足学生和教师在智慧教育场域中的各类需中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 35 求，同时可以利用数字化平台高效智能的特点帮助学生和教师完成无意义的机械运动，如批改作业，收集错题等，通过帮助平台使用者减少机械劳动的时间进而保存精力，将剩余的如耐心时间、专注程度等心理资源应用到需要更多脑力体力且价值更高的学习或教学任务中。同时，为了使线上教育系统实现去中心化，保证教师与学生之间交易的真实性，防止数据篡改，提高数据的可信度，本项目将利用以太坊搭建联盟链作为本系统的底层技术，采用合适的共识机制，编写新的智能合约，将区块链结合到教育系统中，使教育系统数据无法篡改。1.2 教学 在教学方面，由智能教学的应用激发智慧教育生态建立。依托平台数据整合筛选，区块链+智慧教育体系能够根据使用者的设定教学或学习情境提供教学方法。例如教师提前设置教学目标与内容，教学对象认知水平，授课时长与风格，学习环境等具体条件，从而得到利用平台数据分析得到的可操作的教学方案作为课程设计作为教学辅助,教师可从中自行选择智慧、灵活、富有张力地选择应用恰当的教学法、学科内容以及支持技术。且由区块链技术支撑的在线教育系统，学生不仅可以自主选择课程内容，享受到海外机构的海量课程资源，还可以智能推荐相关课程和工作，以及相似学习经验的伙伴。学生可以自助参与学习活动，也可以与其他人一起参与小组项目，并由教师对他们的学习成果进行评估，由学校行政系统为他们颁发证书。在教学评价方面，利用区块链技术构建智慧教学评价。学生可以根据一定标准，在系统中对课程、教学资源、教师进行评价，学生之间也可以进行互评，推进学生综合素质 评价中的管办评分离，厘清评价主体间的权责关系，提升教育教学评价和招考中的治理能力。不同于传统教学评价系统，智慧教学管理系统将区块链的优势运用到了教学评价数据存储环节。所有教学评价数据都存储在一个框架中，可以通过区块链对其进行智能验证。区块链透明化、数据不可篡改等特征，则为这些数据提供了安全保证，让教学评价更加公平、公正。1.3 教研 在教研方面，通过智慧平台搭建线上分析与线下研讨结合。学生无论是在哪个学习平台或教育机构上进行学习，其教学活动的开展都是能够被人工智能识别技术感知、捕获。这个被感知和捕获的信息就是教师的教（学生对于优质共享教学资源的评价和关注度）和学生的学（学生的学习过程和学习评价），通过平台不可篡改的数据记录形成平台使用者的量化数据指标，进而对智慧教育教学活动开展的水平和效果进行可视化评价，以便于总结回顾。同时智慧教育系统通过大数据模型对学生的学习数据进行整合评估，不断分析学生学习偏好，将其整理成可视化数据发给老师；线下，教师们需要举行研讨会，汇总上一阶段的教学成果，再根据学生学习数据，更改或修进教学方法，进行差异化教学，培养智慧型人才。1.4 管理 在管理方面，利用区块链打造去中心化的分布式数据结构存储系统进行高效管理。学校需要面临学生所学的相关教育资源来源是否可靠；学生在不同平台的学习过程和效果该如何认定有效，其最终评价是否真实；教务系统的教学评价和成绩数据是否有被篡改。而区块链因其去中心化、去信任化以及数据不可篡改、可追溯的优点，能够解决以上这些，涉及到智慧教育开展的过程数据和全量数据的真实性验证的问题。利用区块链打造去中心化的分布式数据结构存储系统，五位一体的智慧教育平台可以真实完整地保存学生真实学习成绩，将学生在不同教育机构修得的学分或成果进行组合，申请认可该组合模式的毕业/学位证书。构建区块链学生的档案管理，通过一体化的区块链+智慧教育平台的模式，可随时查看学生的学习过程及学习成果等具体细节，同时借助区块链技术的无法篡改数据的特点，为企业招聘提供真实可靠的应聘者信息，杜绝应聘者主观成绩造假或客观成绩记录错误等一系列问题。对于教学管理者来说，基于区块链技术的教学管理系统可以打造教学管理助手，提高学校管理效率。2 学分银行应用 2.1 学分银行理念 学分银行的理念起源于 19 世纪 80 年代的美国社区学院,1995 年开始在韩国兴起、发展。现如今，学分银行与区块链技术结合，模仿传统货币银行的运行模式，对受教育者的各类学习过程和成果进行统一积累清算,最终实现银行记账式认准受教育者所积累的全中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 36 部学分，并可在学分银行内部完成学分与学分，学分与学历之间积累和转换。学分银行的核心功能就是学分认定和转换、学分积累和学分兑换。通过区块链技术打造去中心化的分布式数据结构存储系统，记录学生各种途径所获得的教育学分，其中包括国家教育部获批的基础传统教育学校(如国内中小学和各大高校)或职业技能培训机构等非正规学习而积累的学习证书，都能够按照区块链+智慧教育平台中的学分银行的统一标准认定学分，同时依托区块链技术的高效安全等特点，持续记录并储存受教育者所获学分，并在积累到一定数量后，支持在平台转化为具有社会认可度的学位或资格证书，可作为个人知识技能储备能力的认证条件。2.2 学分银行构成 学分银行区块链系统软件架构的基本构成包括：区块链基础平台、支撑层和学分管理系统。区块链基础平台。选用联盟链作为底层的区块链基础设施,维护多节点的 P2P 分布式网络,提供数据链和合约链的支持,接收来自学分管理系统的合约调用命令,从链上启动和运行智能合约,并将操作结果hash值进行共识存储,达成信任。支撑层包含共享数据库和智能合约。这里的共享数据库是指链上用户、学分信息数据库,存放与区块链上 hash 值一一对应的业务明文数据。为了满足可追溯的特性,共享数据库以数据为中心进行设计,智能合约完成业务相关的验证或其他需自动执行的事务。学分管理系统。学分管理系统通过支撑层与区块链基础平台进行对接,对用户及其学分在区块链上统一管理,实现学分数据可信存证、信任共享,联盟间互认互换的目标。图 1 学分银行软件构架图 2.3 学分银行应用 区块链技术在学分银行中的应用，主要体现在学习过程轨迹记录和学习成果管理 2 个方面。在学习过程轨迹记录上，学分银行系统能够依托区块链时间戳技术，自动按照时间序列记录学习者的各项有效学习活动和轨迹，这代表学习者的学习状态、过程轨迹及成绩认证等信息均不再依附于第三方教育机构。每个学习者都可以通过私有密钥将自己完整的学习过程记录传送给相关的教育机构或企业，这些机构或企业通过授权后即可查询、验证个人的学习经历是否符合用人要求与准则。学生从入学时就把学情数据、成长档案和学习历史等信息永 久存储于区块链，可有效避免学历、论文、简历等信息篡改现象。区块链技术依托这一新型信息加密手段，保障了数据的安全可靠，在无形中加强了对诚信不足的求职环境的监管，这表明依靠技术手段攻克开放教育中存在的信任危机是可行的。在学习成果管理上，国内层出不穷的教育平台形成了海量教育信息和数据，由于目前仍未有权威的教育成果认证和转换举措出台，中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 37 图 2 五位一体智慧教育平台架构图 各教育平台上的学习经历无法被有效地应用到终身教育中。按照制定的转换规则，此类经平台认定后的基础学分可以为学分银行内部统一流通的标准学分。区块链去高度集中化、算法记录全程透明公开、数据储存信度高等技术特点完美契合智慧学分银行平台中学分互认和转换应用的信任问题。通过学分互认体系，受教育者在智慧教育平台中创建账户，实时更新记录自己的学习过程和学习成果并借助平台学分银行功能将所获学分转换为结业证书或学历证明等，不需要担心公平性、安全性问题。区块链技术在智慧教育行业的应用切实保障并提高了学习成果转换的社会信任度。块链技术+教育对于整个社会都有着积极的推动意义。首先可以防止学历作假。区块链技术在智慧教育领域的应用利用区块链技术可以对教学数据、学习过程数据进行如实、准确、不可篡改的有效记录，通过数据可以对学生学习过程进行真实记录，防止学历造假等一系列学术不端行为。可进一步保证在学生征信管理方面做到透明公正公开；在升学就业方面向用人单位和招考学校保证学历真实性，同时可查看学生在校具体学习记录；在学术研究、资质证明、产学合作等方面都可以发挥其重要作用，促进教育就业的健康发展及社会公平。其次促进了教育资源平均分配。智慧教育平台为学生提供线上学习支撑，通过实行五位一体模式不仅提高线上下学习效率，还促进教、学、研资源互通，让教育资源丰富的地区可以对教育资源匮乏地区，通过线上互通的方式进行帮扶，精准解决教育资源倾斜问题，最大可能实现教育资源透明化、公开化、平均化，进而促进教育资源分配，重构智慧教育生态模式，促进社会公平。最后，能够提高线上线下学习效率。智慧教育平台结合区块链技术，打通线上线下学习壁垒，结合线上学习资源丰富，学习便捷的特点和线下学习交互性强、学生参与度高的特点，在集教育、教学、研学、评价、管理为一体的教育平台上，帮助教师可以通过本平台实时了解学生线下学习真实情况，通过数据统计分析出学生学习中的重难点进而进一步调整教学计划，从而提高线上线下学习效率 在“十四五”规划中“用智能技术改革教育教学”建议的号召之下，智慧教育平台的用户群体正在逐渐壮大，而区块链基于其本身的特点有效地解决了建设智慧教育平台的困难，破除了智慧教育各系统之间的壁垒从而重构为教、学、评、研、管五位一体的教育生态系统，同时打通了存储转换流程，成果存储和认定转换量从而建设透明、安全的学分银行，“区块链+智慧教育”模式的应用与完善将更有利于推动各高校之间的沟通交流和资源共建共享，互认互换，促进社会平等受教育，推动智慧教育体系的发展。以此，为新时代课程治理实践路径提供目的性要求和理想性图景。参考文献 1殷学丰,龚立.区块链技术在互联网教育中创新应用 的 影 响 因 素 分 析 J.湖 北 第 二 师 范 学 院 学报,2022,39(8):100-104.2黄磊.区块链技术对高等教育发展的价值重构与创新对策J.才智,2019(2):86.3李莉,安奕,韦小满.试析区块链技术在教育评价改革中的应用J.中国考试,2022(06):24-31.4郑旭东,杨现民.基于区块链技术的学生综合素质评 价 系 统 设 计 J.现 代 远 程 教 育 研究,2020,32(01):23-32.5余燕芳,葛正鹏.基于国际比较的学分银行学分内涵 及 学 习 成 果 转 换 研 究 J.远 程 教 育 杂志,2017,35(2):66-73.中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 38 6许涛.“区块链+”教育的发展现状及其应用价值研究J.远程教育杂志,2017,35(02):19-28.7李青,张鑫.区块链:以技术推动教育的开放和公信J.远程教育杂志,2017,35(01):36-44.8杨现民,李新,吴焕庆等.区块链技术在教育领域的应 用 模 式 与 现 实 挑 战 J.现 代 远 程 教 育 研究,2017146(2):34-45.9袁勇,王飞跃.区块链技术发展现状与展望J.自动化学报,2016,42(4):481-494.基 金 项 目：大 学 生 创 新 创 业 比 赛，项 目 编 号202210065121。