◆刘志豪 房琳清

基于区块链技术的在线教育平台构建研究

◆刘志豪 房琳清

（青岛大学 商学院 山东 266101）

《“十三五”国家信息化规划》提出加强区块链等新兴技术基础研发和前沿布局，作为去中心化的网络技术框架，区块链已在金融、公证与数字资产管理等领域获得应用并出现颠覆式设想。本研究基于区块链技术的兴起背景，研究了其在教育行业的具体实践。通过分析其发展现状，构建出有关平台和架构设计以及发展思路。此外，本文对区块链技术下的在线教育平台的优势、劣势、机遇和威胁等方面进行分析，对未来区块链在教育领域的发展做出展望。

区块链；在线教育；创新教育；教育公平

1 研究背景及意义

1.1 研究背景

“百年大计，教育为本”，良好的教育是科技发展的根本。当今世界是信息技术主导的世界，尤其是物联网让人们迎来了万物互联的时代。2020年新冠疫情的暴发，也间接的促使在线教育蓬勃发展。改变了教师和学生之间关于时间、地点等方面的僵化体系。学习的方式变得多种多样且更加人性化。跨入21世纪以来，我国教育事业飞速发展，伴随着结合信息化的高度重视，在线教育逐渐走进人们的视野并且被大多数人所逐渐接受。这极大地支持了并进一步优化了在线教育行业[1]。从全世界的角度来看，在线教育这一教育方式势头良好，却仍然存在着许多问题。例如信息不对称、资源匹配对接困难、IP内容维权困难、高交易成本等现象很多时候仍然阻碍着在线教育的进步，是目前该行业的几个短板[2]。而随着区块链技术的兴起，其系统的透明化、数据不可窜改等特征，完全适用于解决上述在线教育行业存在的问题，区块链技术下的在线教育平台有机会解决教育行业的核心痛点。

1.2 研究意义

区块链技术的诞生是具有里程碑意义和价值的。它依靠密码学和数学巧妙的分布式算法，在无法建立信任关系的互联网上，无需借助任何第三方中心的介入就可以使参与者达成共识，以极低的成本解决了信任与价值的可靠传递难题。此外，近年来在线教育蓬勃发展，解决了当前教育资源分配不均等一系列问题，但是就目前的互联网技术而言，在线教育平台的发展仍存在诸多问题，例如信息不对称、教育经历和证书不被认可等等。随着区块链技术的发展和逐渐成熟，现已被出现在相关行业的视野中，且被信用背书、信息加密以及只能合约等多个方面涉及，在教育行业中也存在较高的发展空间[3]。该技术常常被教育行业用于：（1）分布式学习记录存储；（2）为在线教育出示权威的、花费少的证书系统；（3）代替智能合约，发挥教育契约和凭证的作用；（4）代替版权证书等凭证，存储教育资源以及科研成果；（5）作为知识货币，发挥去中心化的世界知识库的作用。为此，将区块链技术与互联网教育平台进行创新性的结合，搭建新一代的区块链+在线教育平台，对解决目前在线教育中存在的问题具有重大意义。

为此，本文从区块链的基本概念和发展现状入手，提出基于区块链技术下的在线教育平台的基本架构和实现思路，进而对其未来发展做出一系列相关分析，希望能对我国的教育事业做出贡献。

2 基于区块链技术的在线教育平台发展综述

2.1 区块链技术的基本概念

区块链是一种基于时间发生先后，把数据团组按照特定序列进行排列的数据库，而且按照密码学专业手段来保护数据的安全。它包含的信息包括历史交易数据等，是发生在某一既定群组内开放的、长期存在的信息块。从某种程度上来说，区块链技术核心要素包括块链式数据结构、分布式节点共识算法、密码学的手段、自动化脚本代码组成的智能合约以及分布式基础架构和计算方式等[4]。以上要素保证了区块链技术的数据特性，诸如生成、验证、存储以及更新数据，还有数据的安全性。同时，区块链还具有去中心化的优点。当今世界，对这种技术应用最为突出的便是比特币。其优势在于减少了中间环节，货币密码的对接更加便捷[1]。

2.2 区块链技术和在线教育

工业信息革命和网络的发展革新了教育模式。远程教育和网课等学习方式如雨后春笋般冒了出来。区块链作为虚拟资产的凭证，承担了知识资产循环于师生乃至家庭等人员团体的过程。而教育区块链形成的是知识资产循环的凭证，存储在线教育社区内的种种数据。教育区块链的人员构成包括了提供者、学习者以及宣传者。通过数据储存可以记录社区里各方构成的活跃度，进而促使各方更加积极主动，使得整个社群和生态系统良好运转，并且都能从中获益。

区块链技术的兴起引起了学界、政界和商界的普遍兴趣。该技术的种种优势必将会在教育行业得到优异的成绩和效果。尤其是在线教育行业，其价值和途径主要有：

（1）促进教育资源（OER）健康、高效、可持续利用。21世纪的教育行业日新月异，资源大大丰富。师生都拥有了更加方便的数字资源。然而版权意识以及资源冗杂等问题也困扰着人们。怎样打造健康、高效、可持续利用的教育资源体系，是摆在如实世界OER领域的难点和痛点。而区块链技术的出现，让人们眼前一亮，以上问题有了新的解决思路和方向，OER也有机会奔向新高地。

（2）充分利用电商系统，推进资源和服务的智能化、不间断交易。基于智能合约，区块链技术能够形成教育契约的凭证，形成一个非现实的金融教育平台。这个平台囊括了网络课程培训以及配套工具等，受教育者能够依照自身情况，挑取适合自己的课程内容，实现个性化定制。

（3）形成学生信息数据库，搭建教育学习新机制。区块链技术的记忆能力将学生的信息完完整整地记录下来，并且就像档案一样伴随终身。教育组织可以不受空间和系统的约束在该数据库记录或者调取有关人员的数据，极大程度上减少了教育行业里面的信用不完善以及学校-社会脱节的现象。

（4）构建去中心化教育平台，促进教育公平。目前，我国的教育行业大多数为公营教育，教育资源由政府以及公立学校把控。然而人们的知识水平或者对于某个学科的学习情况，还必须要靠相关的学历以及文凭来验证。但是文凭以及学历又并不能很准确的证明个人能力。因此，去中心化有助于教育公平，防止垄断。

（5）构建学位证书体系，打破学历造假僵局。科学技术的进步提高了人们的生活水平，但同时也滋生出因技术需求带来的问题。尤其是伴随着就业压力的增加，越来越多的人投机取巧，造假学历来企图蒙混过关。因此，学历造假在很大程度上遏制了教育行业的全球化进程。许多国家和地区在发现区块链技术的优势之后，借助其开发学位证书体系，准确的记录学历数据。一定程度上减少甚至杜绝学术不端现象以及学历造假问题。

（6）达成在线教育“真·自组织”运行。区块链技术与网络学习的结合是未来一段时间两个行业的发展方向，具有较为光明的未来。区块链技术能够提升并且再构在线教育网络，达成在线教育“真·自组织”运转。

随着互联网教育规模的不断扩大和商业模式的日渐稳定，教育用户学习需求的深化、消费意识的觉醒和消费能力的升级，中国在线教育在现阶段已经进入了学习领域垂直细分、学习方式丰富多样、资源开放共享、教育内容变现的智能教育时代。搭载了区块链技术的在线教育平台，旨在协调供需双方、顾客以及平台等几个方面。包括他们的利益分配和相互信任。这不仅有助于教育行业充分协调和利用好现有资源，还可以维持其声誉。所以说，这是一个范围广、在线开放的安全的平台。

3 基于区块链技术的在线教育平台的体系框架

3.1 架构设计

2012年党的十八大提出实施创新驱动发展战略；2017年党的十九大首次提出中国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段。这意味着我国的经济建设越来越需要创新型人才。需求指向下，教育的模式也需要发生改变，要强调学生的创新意识。过去的课堂，授课者是中心，学习者被动参与，效率不高。现在应该转变为学习者为中心，自主获取知识，让这一过程更加有效率。这样一来也有助于激发他们的创新意识。区块链技术在其中发挥的作用是引起学习者的关注，进而促进创新思维的培养，把教育公平落到实处。

要把区块链技术与教育平台相糅合，需要做到：基于目前教育云系统，结合区块链技术，形成区块链技术实践操作体系。以平台为基础构建教育区块链平台，提供教育应用服务，让教育更具实用性、方便性和广泛性[5]。本文基于前人研究，采用层次化、模块化的架构设计，自下而上分为四层：教育云、区块链技术应用支撑平台、教育区块链、教育应用服务[5]，用组件来实现基本功能。

3.2 实现思路

结合区块链技术来设计优化教育平台的实际操作、方法和路径有很多，简单分为以下几个要点：首先要健全共识程序，诸多连接处要基于何种共识程序来划分责任义务，进而提升效率；其次就是使用某种协议来促进信息传播；最后是确立符合程序的数据标准和管理数据的手段。

基于以上要点，我们提出以下的解决思路：基于目前的云架构，以云数据为核心，结合教育领域推动创新。这个过程要充分利用好基础的网络资源，站在虚拟化和管理的角度。还要注意保持开放性和兼容性。匹配区块链技术种类时，需要利用联盟链来构建在线教育的整体系统，用于符合其几个方面公平对话的特点。此处的联盟链作为基础组件存在。基于此种设定，教育区块链就得已搭建成功，进一步就能够在不同环境下来普及这个技术。

柔性作业车间广义能耗Egeneralized包括直接电能Edirect与间接能耗Eindirect[12]。其中：直接电能是指维持机床正常加工和运转、与加工工件直接相关的电能消耗;间接能耗是指工件加工过程中引起的与刀具、切削液、搬运设备等辅助资源相关的能耗。

教育区块链旨在实现优质教育资源全面共享。在重组国内教育数据资源的基础上，解决了失衡问题。这样一来可以满足在校教育和学习者的需求，增加了好的教育的普及程度。再者就是提升了教育的开放性和公平性，让受教育这个权利和义务能够更好实施。人人都能接受好的教育。

4 区块链+在线教育的 SWOT 分析

4.1 S-strength-区块链+在线教育的优势

结合了区块链技术的在线教育平台有着传统在线教育平台不具备的长处[2]。

第一点，区跨链技术无视空间限制，资源传递更加便利。现如今，国内的网络教育行业发展势头较差，市场支配地位空置。深挖背后的原因，是既往的形式过于中心化所导致。所以说，区块链技术的去中心化特点能够很好地解决这一问题。不仅能够优化资源配置，大幅增加其供给能力。再加上区块链的全球性特点，无视空间和地域限制，资源能够在全世界范围内流通。达到优质资源全球共享的效果。教育区块链的长处可见一斑。

第二点就是收益分配的问题，以前中心化的互联网在解决教育问题时，教育者创造的收入往往被补习机构之类的中间商赚取，教育者失去长期的收入激励，不会持续进行。基于技术的角度，区块链有以下先天优势：（1）构建了能够代表主次层面的数据系统；（2）采取密码学的手段，形成对等的平台；（3）设计共识机制，维护去中心化数据的安全[6]。所以究其根源，教育区块链能够以时间为依据，不遗漏任何有关信息和数据，并且无法被窜改。数据拥有者能够保证自己的权利，谁可以看、谁可以学全部都由本人做主。强大的安全系统保证了数据的安全，不会被非法读取和修改。

4.2 W-weakness-区块链+在线教育的劣势

区块链技术作为新生事物固然很美好也有着很光明的前景，但是其与在线教育的结合存在的一些缺陷仍需要重视并且去克服。我国目前的区块链技术进展以及相关行业对其使用现状表明，劣势大部分存在于这几个方面：第一点，区块链技术的使用可能会造成破坏隐私权的现象出现。学生的学习成绩记载到云数据库中，自己的学习记录可能被他人读取。这也是目前教育区块链技术应用的最大难题；第二点，区块链技术可增不可改是把双刃剑，虽然在一定程度上增加了其稳定性，但在另一方面添加了许多不方便。不能够删除，也不能够修改的特点是很不适用的。所以目前区块链技术应该以此为目标，想办法处理这个劣势，生成适用的设定；第三点，由于是新兴技术，其成本和基础建设有些落后。教育区块链的使用以及普及受其限制，不能很好地发挥出应有的效果。所以应该要在加强基础建设的同时优化技术，减少投入。

4.3 O-opportunity-区块链+在线教育的机遇

从美国人本主义心理学家罗杰斯于20世纪50年代提出“以学生为中心”的教育理念至今，特别是近年来，随着信息技术、教育和心理科学的发展，学校教育一直在努力实现这种理念，但“以学生为中心”必然要求“个性化教学”“自主学习”“定制教育”，这与目前实际存在的班级教学制和工业化背景不完全相容，所以至今尚未出现可大规模复制的“以学生为中心”的完美案例。根据区块链架构特点，构建“区块链+教育”体系结构，升级以教师为中心的教育系统，使老师、学生和教育管理者角色平行化，建立“以人为中心”的对等网络架构，可以从技术上实现教育资源、教学过程、教育评价以及教育支持等领域的模块化系统，有望重塑教育生态，真正实现“以学生为中心”的教育。

4.4 T-threat-区块链+在线教育的挑战

新兴的区块链技术现如今应用在经济领域较为广泛。和经济领域不同，教育行业的特点更为突出并且复杂。教育区块链技术有着以下困难和挑战：

（1）推广运行难。由于区块链技术大都应用在经济方面的产业，在教育行业中没有什么实践经验。所以区块链+在线教育的推广阻力重重。而且由于没有先例可循，相关部门也很难给予政策帮助。一方面，有关部门没有给予政策支持之前，教育区块链的去中心化特点严重威胁了传统教育的地位。其支配地位受到影响之后获取的利益也会相应缩减，造成传统教育平台的强烈不满。进一步说，有关部门会更加慎重对待这个区块链技术在教育行业的使用。如此一来，区块链技术在教育行业的推广将会陷入恶性循环，也更得不到政策倾斜。另一方面，在实践方面的不足，导致了有关学者难以深入研究。持续的观望也使得该技术不能有良好的发展。

（2）教育数据产权不明晰。由于区块链技术的数据非实体，导致了其产权存在纷争[7]。区块链的去中心化同时面临着以下挑战：①区块链的数据保留使数据产权不明晰。②由于传统教育中数据全部由实体教育组织管理，去中心化大大减弱了实体教育机构的职权。所以说产权问题目前也是该技术在教育行业应用的障碍之一。

（3）数据存储空间遇瓶颈。平台的容量局限了数据的存储空间，使得应用出现了技术性挑战。由于区块链技术较为新颖，发展处于起步时期。尤其是容量方面，还显得十分稚嫩。区块链的数据库需要存储自始至终的每一条信息。而存储数据就要先下载整个库的内容。如果以后该应用得到普及，其中存储的数据将会有一个指数型的增加。这就会导致区块链存储负担过重，对数据库空间容量有着极高的需求。

（4）隐私权难以得到保护。虽然采用了密码学的手段来保证安全性，但是其自身依旧存在安全问题。这可能会导致师生的隐私得不到保障。风险主要来源于：①信息的公开性和透明性使得数据容易泄露。信息一旦被追踪查询之后，就可以利用其获取所有者的隐私。②区块链的算法虽然较为严密，但是随着科技和有关学科的发展，不能够确保这个算法依旧能够保护数据。

5 区块链+在线教育的意义和展望

传统教育中，以学校为中心的教育单位全权负责学习者的学习以及认证。不管是培养计划还是学习活动，学习者都是被动参与的，因此很难保证学习的质量和认证的公平性。另外就是，学历认证的种种实体材料都需要很好的保管和维护，一旦遗失会造成较为严重的后果。而且这个保管的过程会耗费学习者的人力和财力，成本颇高。另一方面，上述材料的使用也存在缺陷。接收者譬如招生或是人力资源方面需要确定这些材料的真实性。而这个确定方式一直以来没有十分靠谱的手段和资源。

区块链技术+在线教育平台能够很好地解决这些难题。教育大数据的普及促使创新突破，提升了教育行业的水准，效率也有大幅增加。区块链技术将着重于解决教育信息化的各种难题。以下四个方面的困难会随着区块链技术的普及迎刃而解：首先，顶层设计的变革将会变得容易。去中心化能够加强学习者与资源的联系，提升效率。学习者和资源的对接还能够更加个性化，满足大多需人的需求；其次，学习环境的改变也会更加简单。区块链技术下的教育场景不再局限于学校，时空的壁垒将会被突破。学习者能够在自己想要的地点获取信息和知识，都能够得到有效认证。这样一来正式和非正式的学习环境就可以融会贯通，进而有助于教育的优化；再次，资源配置方式得到优化，区块链的合约算法规范了资源利用方式。基于合约算法，学习机制将会更加大幅提升效率，也会更加智能。最终实现智慧教育资源的生成；最后，学习认证方式更加合理。学历认证的依据从基础信息、认知过程、测评结果等多个方面展开，不再简单地依据考试来判定。种种数据都可以用来作为升学的重要依据。

总而言之，区块链技术在金融行业中的亮眼表现聚焦了全球的目光，也改变了全球治理和经济方面的模式。现如今，世界范围内的教育组织越来越多将战略集中在有关技术及其创新的业务模式上，区块链+在线教育即将迎来期待已久的春天。但是目前区块链技术仍存在尚未成熟、基础设施不完善、信息传输成本仍较高等问题，要实现真正落地，支撑教育领域相关业务，会存在许多的技术实现难题，需要更加深入的研究与探索。区块链技术在教育领域中的应用前景广阔，将会为中国教育实现创新人才培养做出贡献。

[1]黄达明.区块链技术在教育领域的应用现状与展望[J].南京信息工程大学学报（自然科学版），2019，11（05）：541-550.

[2]周章琦，章刘成.大数据时代区块链技术在高校财务共享服务平台的应用[J].中国农业会计，2020（02）：55-60.

[3]王香鹏，阎瑞华.区块链技术推动教育的开放和公信分析[J].中外企业家，2018（05）：167-168.

[4]姚振玖.区块链技术在大数据时代的发展机遇与监管风险[J].现代经济信息，2019（24）：332.

[5]李明飞，许晓文.区块链技术在高校教育领域中的运用[J].智库时代，2018（48）：119-120.

[6]邵泳兵.区块链技术在教育教学中的应用[J].电脑与信息技术，2020，28（01）：74-77.

[7]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.