融合区块链技术的在线培训学习成果认证模型研究.pdf

19随【远程教育】Vol.25No.2Journalof OUSN第2 5卷第2 期Jun.15,20232023-06-15陕西开放大学学报融合区块链技术的在线培训学习成果认证模型研究*汤伟，宋清伟，张建红，熊湘辉（陕西开放大学会计金融学院，陕西西安710119)摘要 推进在线培训学习成果认证制度有助于完善终身学习体系，加快学习型社会建设。文章通过剖析在线培训学习成果认证的现实梗阻，融合混合共同机制、智能合约机制、可追溯机制，构建基于“主从多链”的数据链架构与变色龙哈希技术相结合的区块链学习成果认证模型，从而解决在线培训学习成果认证的迫切需求，为非正式学习成果认证的有序发展提供可资借鉴的参考路径。【关键词】区块链技术；在线培训学习；成果认证模型；智能合约中图分类号G434文献标识码A【文章编号 1 0 0 8-4 6 4 9（2 0 2 3)0 2-0 0 1 9-0 5Research on the Model and Implementation Mechanism of OnlineLearning Achievement Authentication Based on Block-chain TechnologyTang Wei,Song Qingwei,Zhang Jianhong,Xiong Xianghui(The Open University Of Shaanxi,Xian 710119)Abstract:Promoting the online training learning results certification system is helpful to improve the lifelonglearning system and accelerate the construction of learning society.By analyzing the practical obstacles of onlinetraining learning outcome certification,this paper builds a block-chain learning outcome certification model basedon the integration of block-chain technology,mixed common mechanism,master-slave multi-chain data linkarchitecture and chameleon hash technology,so as to solve the urgent needs of online training learning outcome cer-tification.It provides a reference path for the orderly development of informal learning outcome certification.Key words:Block-chain technology;Online learning;Results certification model;Smart contracts一、引信着“大智移云物区”等信息技术的迅猛发展，在线培训学习等非正式学习成果的需求不断增长，呈现收稿日期 2 0 1 3-0 1-2 7【作者简介 汤伟（1 9 8 7 一），陕西省西安市人，陕西开放大学讲师，西安理工大学博士研究生。宋清伟（1 9 8 5一），河北省张家口市人，陕西开放大学讲师。张建红（1 9 6 3 一），山西省和顺县人，陕西开放大学副教授。熊湘辉（1 9 8 0 一），湖南省浏阳市人，陕西开放大学教授，博士。*【基金项目】陕西省教育厅2 0 2 2 年度重点科研计划项目“疫情防控背景下陕西远程教育线上教学效果评价及提升策略研究”（课题编号：2 2 JZ017）；2 0 2 3 年陕西省职教学会课题基于“双高计划”建设的大数据与会计专业群人才培养模式探索（课题编号：2 0 2 3 SZX350）”2 0 2 3 年中国成人教育协会社会学习研究院项目“基于区块链接技术的高等继续教育在线学习成果认证机制及实理路径研究”（课题编号：ZCXY2023030）。20汤伟，等.融合区块链技术的在线培训学习成果认证模型研究 J.陕西开放大学学报，2 0 2 3，（2）。出多元化、个性化等特点。但由于其认定理念不明晰、认定体系未建立、认定主体较单一、缺乏相关政策和经验丰富的认定人员等因素，导致在线培训学习成果认证的可信度和可靠性较低。I区块链技术，由于具备P2P的网络路由模式、分布式账本、共识机制和难以篡改等特征，能够较好的解决上述问题。因此，本文通过融合区块链技术，构建混合共同机制、“主从多链”的数据链架构与变色龙哈希技术相融合的区块链学习成果认证模型和实现机理，以资解决在线培训学习成果认证存在的现实梗阻。区块链技术的发展历程具体如图1 所示。2017年7 月，区块2018年7 月，区块链度过拐点开始2022年8 月，进入商业试部署链炒作声不绝于耳区块链已在行POC成为主要方式业内全面部署2021年8 月，区块链场景辉2016年7 月，区块链2020年8 月，化场景加速。开始进入炒作期向区块链标准运营的高峰发展。加速提升。图1区块链技术发展历程图二、文献述评从1 9 7 9 年EisnerE.W（艾斯纳）首次提出“学习成果”的概念至今，不过百余年时间，学习成果却已完成了从“关注教学策略改进”，到“关注教育质量评估”再到“关注教育衔接与融通”的三级跳，并迅速上升到“完善终身教育体系、建设学习型社会”的战略高度。2 近年来，国内外诸多学者就学习成果认证与管理等相关问题进行了大量研究，归纳起来主要包括以下几类：1.学习成果认证的概念界定。现有文献对学习成果认证的内涵界定各异，较有代表性的主要有：从概念层次上看，主要是对核心层或有形层学习成果的认证，即学习者参加某阶段学习后获得知识、技能和能力等学习成果或其外在表现的认证（Elken，2 0 1 5；应一也,2 0 1 9）；从成果形式上看，主要是对学历教育为主的正式学习成果认证、证书教育为主的非正式学习成果认证以及没有证书和学分的非正规教育的学习成果认证（Rogers，2 0 1 6；林玥茹和石伟平,2 0 2 2）；从成果结构上看，主要是对通识教育与专业教育的认知性成果的认证和对专业选择、态度和价值观的情感性成果的认证（Shietal.2020）2.学习成果认证的国际经验。国外学习成果认证发展较成熟，主要有以下特征：大多通过出台国家或区域性政策法规，以确保学习成果认证的合法性、有效性和权威性（Keevy&Chakroun,2019）；将非正规和非正式学习成果认证作为重点研究对象，同时兼顾各类教育机构的学分互认（王海东和邓小华，2 0 1 9）；建立统一的标准体系和认证转换规则，包括欧盟和英联邦国家的国家资格框架（Cedefop，2 0 1 9），韩国和法国的标准化课程等（张伟远等，2 0 2 0）。设立专门管理机构及专家委员会系统统筹协调开展研究与实践（Chak-roun&Keevy,2018）。采用信息化手段利用平台工具提高管理效率（李莉等，2 0 2 2）。3.区块链技术对学习成果认证的影响研究。主要包括三大类：侧重于“经验外推”的案例研究。通过对区块链学分管理与认证案例进行深度描述与分析，旨在分析问题（Alexander&Camilleri,2017）；聚焦于整体性的模型构建研究。基于整体视角，记录量化与非量化学习成果，构建区块链模型（Grather et al.，2018）；面向局部功能实现的开发研究。基于技术视角，针对局部功能进行深人研究，旨在解决突出问题（杨兵等，2 0 1 9）。综合上述文献梳理，相关研究存在以下不足：第一，研究视角上，融合共识机制、智能合约和课程质量评价层面对学习成果认证问题的研究鲜有涉及，大多数文献局限于区块链底层技术对学习成果的认证，研究过于技术，忽略了课程质量的评价，导致认证结果的公信力和灵活性不高。第二，研究内容上，国内外相关研究，大多聚焦于对学习内容和过程的存储和记录，缺乏对应用场景、数据产权和利益相关方的深入研究，在区21汤伟，等融合区块链技术的在线培训学习成果认证模型研究 J.陕西开放大学学报，2 0 2 3，（2）.块链技术不断迭代的今天，构建混合共同机制、“主从多链”的数据链架构与变色龙哈希技术相融合的区块链学习成果认证模型将是今后研究重要方向。第三，研究方法上，大多文献仅运用一种方法或技术进行研究，定量研究方法单一，缺乏综合性，而从全方位、多种方法交叉融合研究学习成果认证问题显得尤为迫切。三、在线培训学习成果认证的现实梗阻（一）非正式学习认定理念不明确和认定体系未建立。在非正式学习成果认定中，学习成果认定应以促进学生发展为目标，帮助学生实现自我价值的过程。然而，现有学历教育标准盛行，依然沿用学历教育标准认定标准，并不适用于在线培训等技术技能型人才的认定。3 因此，各院校或鉴定机构需要改变传统认定理念以及考试形式，以适应非正式学习认定的特点。例如可采用“传统测试+技能测试”相结合的考核方式。在认定体系上，非学历教育尚未建立。主要体现在：认定主体缺乏其他利益相关者的认定，认定主体较为单一；认定标准缺乏从学术性向职业型的转变，导致难以做出准确评价。（二)认定主体较为单一，缺乏利益相关者的介入。一方面，缺乏政府部门人员认定主体的参与。就我国认定现状来看，尚未建立国家层面的认定委员会，这将导致认定标准不同意，认定水平差距较大。例如，在认定标准上，不同院校或认定机构的认定标准不统一，且差异较大。4 在认定水平上，不同院校或认定机构的认定方式不一而足。另一方面，缺乏行业企业人员认定主体的参与。主要表现在缺乏专业人员对认定流程把控和评估过程的参与。因此，应当从国家层面统筹管理，建立成果认定委员会，建立跨职能合作机制，并保证行业企业专家保持一定比例，从而形成多元主体的治理模式。（三)认定流程模糊不清，缺乏相关法律法规的建设。在非正式学习成果认定中，学习成果认定流程不明确不清晰，主要是由于国家相关立法和相关政策的缺失。在国家立法方面，缺乏尚未法律的支撑，导致非成果认定的工作陷入困境（包括市场规范、质量监督、标准流程和组织经费等），市场认可度低。5】在国家政策方面，主要表现在缺乏对资历开发商的标准要求和对认定结果质量管理的规章。因此，为了保证认定结果的社会认可度，需要严格核定各院校尤其是认定机构或培训点的认定质量。（四)认定方式灵活性差，缺乏经验丰富的认定人员。学习成果的认定方式单一，灵活性较差主要体现在两个方面：一方面，缺乏经验丰富的认定人员，包括缺乏学习国外的先进经验、缺少对认定人员的定期培训。另一方面，认定方式僵化单一、信息平台建立不完善。从实际情况来看，学分银行缺乏与培训经历、工作经历以及人才档案的互联互通，导致学习成果无法进行提取和认定，也无法实现流动和转换。英。【6 四、融合区块链技术的在线培训学习成果认证模型针对在线培训等非正式学习成果认证中存在的认定理念不明确、认定体系未建立、认定主体较单一、认定流程较模糊、认定方式灵活性差等问题，通过融合混合共同机制、智能合约机制、可追溯机制，构建基于“主从多链”的数据链架构与变色龙哈希技术相结合的区块链学习成果认证模型。7 文章将从模型系统方案、模型系统构架、模型结构设计三方面分析。（一）模型系统方案设计与运行机制。模型系统方案设计与运行机制主要包括四个步骤：第一，利用区块链中的去中心化特质而形成的共识机制，实现学生信息数据、课程信息数据、学习成果数据再无需第三方背书；利用区块链中的智能合约机制，实现系统在公开环境下的自动处理；利用区块链中的可追溯机制，实现数据精确、追溯与查询。第二，利用区块链加密树型存储结构和不可篡改性，实现区块链隐私和安全。此外，用户端在入链前，要进行实名认证、严格审查和用户确认。第三，利用变色龙哈希技术的可编辑区块链，实现区块链上遇到突发事件提供安全可靠的更改规则，提高灵活性。第四，利用区块链分布式账本特征，实现数据库运行速度大幅提升，降低数据库负荷压力，具体如图2 所示。22汤伟，等.融合区块链技术的在线培训学习成果认证模型研究 J.陕西开放大学学报，2 0 2 3，（2）.技术支撑POS权益证明公私密钥哈希算法POW工作量证明共同机制区块链加密树变色龙的哈希分布式账本运行机制一智能合约型存储结构技术去中心化+可追溯机制不可算改性可编辑区块链主从多链无需三方背书用户信息安全区块链加密树+提高数据存储实现目标系统自动处理一数据不易篡改型存储结构+提升运行速度数据追溯可查一成果真实有效成果双向评价+降低数据负荷图2在线培训学习成果认证模型系统方案设计与运行机制图（二）模型系统架构：用户端、资源端、查询端。基于“主从多链”的数据链架构与变色龙哈希技术相结合的区块链学习成果认证模型的系统架构主要包括三个端口：基于学习者的用户端、基于资源提供者的资源端以及查询端。8 其中基于学习者的用户端主要包括三个步骤，即用户首先进行注册验证，系统创建唯一ID和公钥密钥，其次用户开始学习行为，系统利用智能合约对学习的量和成果进行双重评价；最后通过将成果记录在主区块链中形成共同机制。基于资源提供者的资源端，主要由教育资源的提供方（高校、课程资源提供方等组织机构）提供学习资源，它们兼具提供者和监管者角色。资源提供者通过输入资源加入区块链网络，经过审核后生成区块链地址、公钥和私钥。基于用户单位和高校机构的查询端，一方面通过用户查询提供的私钥并配合公钥进行查询，另一方面通过对比成果证明上的签名和地址信息，对用户真实性进行验证，具体如图3 所示。（三）模型结构设计。本文设计了“主从多链”的数据架构其中学生信息链为主链，课程信息链和学习成果链为从链，具体如图4 所示。该模型结构具有以下特点：第一，学生作为一条单链存在；第二，学生信息链、课程信息链和学生成果链的最新Hash值认证相互，形成共同机制；第三，学生信息链、课程信息链和学生成果链将学生信息、课程信息和学习成果信息有效分离，提高数据存储、提升运行速度、降低数据负荷；第四，该模型采用不同方式对相同学习内容进行评价。用户端信息查询用户信息获取用户注册生成密钥双重评价成果验证成果记录人信息信搜款供信息查询端资源端资源信息共享提供学习资源生成公钥私钥图3在线培训学习成果认证模型系统设计图23季帆责任编辑汤伟，等.融合区块链技术的在线培训学习成果认证模型研究 J.陕西开放大学学报，2 0 2 3，（2）。智能合约机制用户端资源端查询端学生信息链课程信息链学习成果链混合共识机制可追溯机制前一区块哈希值时间截随机数Merkle树Merkle树Merkle树Hash算法Hash算法Hash算法分布式数学生信课程信学习成据库存储息数据息数据果数据主从多链的数据链架构与变色龙哈希技术图4在线培训学习成果认证模型图五、结论文章通过部析在线培训学习成果认证存在的现实问题，即认定理念不明确、认定体系未建立、认定主体较单一、认定流程较模糊、认定方式不灵活等，从模型系统方案、模型系统构架，模型结构设计三个维度构建了基于“主从多链”的数据链架构与变色龙哈希技术相结合的区块链学习成果认证模型，为在线培训学习成果认证的有序发展提供可资借鉴的参考路径。参考文献1Shi Y,Ma Y,et al.College students cognitive learning outcomes in flipped classroom instruction:a meta-analysis of theempirical literatureJ.Journal of Computers in Education,2020,7(1):79-103.2Keevy J,Chakroun B.Beyond qualifications as we know them today:Digital credentials and interoperabilityJ.Global in-ventory of regional and national qualifications frameworks,2019,1(5):26-33.3Singh M.National Qualifications Frameworks and support for alternative transition routes for young people J.Vocational ed-ucation and training in times of economic crisis:Lessons from around the world,2017,34(7):3-23.4Chakroun B,Keevy J.Digital credentialing:implications for the recognition of learning across bordersJJ.Higher Education,2018,12(6):59-71.5林玥茹，等.国家资历框架建设困境的成因与突破 J.现代远程教育研究，2 0 2 2,3 4（0 4）：1 0 4-1 1 2.6李莉，等.试析区块链技术在教育评价改革中的应用J.中国考试，2 0 2 2（0 6）：2 4-3 1.7 张伟远，等.终身教育资历框架全球化发展的关键议题J.现代远程教育研究，2 0 2 0,3 2（0 3）：4 4-50.8王海东，等我国学分银行与资历框架建设探索：进展、问题与对策 J.中国远程教育，2 0 1 9,4 0（1 2）：55-6 0+9 3.