孙全党 靳瑞霞 张恩

摘  要  基于區块链分布式账本、共识机制、智能合约、时间戳、非对称加密算法等技术，构建基于区块联盟链的省域内中小学教师继续教育生态系统，实现省域内各级教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等联盟链内各节点成员，数字教育资源的透明记账及全量存储、审核及认证、智能交易及管理、溯源及信任背书、数据及信息加密等共建共享活动；保障联盟链内各节点成员学习成果的真实可靠，达成链内学习成果的积累、互认、管理及安全等；并通过构建基于区块链技术的中小学教师继续教育激励机制，促进联盟链内各节点成员共建共享及学习成果积累、互认的参与度。多措并举，提升中小学教师继续教育质量，促进中小学教师的生态型成长，助推中小学教育的数字转型。

关键词  区块链技术；中小学教师；继续教育生态系统；数字教育资源

中图分类号：G652    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）10-0021-06

Research on Construction of Teacher Conti-nuing Education Ecosystem Based on Block Chain//SUN Quandang1， JIN Ruixia2， ZHANG En3

Abstract  Based on block chain distributed ledger， consensus mechanism， smart contract， time stamp， asymmetric encryption algorithm and other techno-logies， the architecture of provincial continuing education ecosystem for primary and secondary school teachers based on block alliance chain is con-structed to realize the transparent bookkeeping and full storage， audit and certification， intelligent transaction and management， traceability and trust endorsement， data and information encryption and other co-building and sharing activities of digital education resources by provincial and municipal edu-cation administrative departments， normal colleges and other relevant training institutions， primary and secondary schools and other node members in the alliance chain; Ensure the authenticity and relia-bility of the learning results of each node member in the alliance chain， and achieve the accumulation， mutual recognition， management and security of the learning results within the chain; In addition， by building an incentive mechanism for the continuing education of primary and secondary school teachers based on block chain technology， the joint construc-tion and sharing of each node member in the alliance chain， as well as the accumulation and mutual recog-nition of learning results， can be guaranteed. Mul-tiple measures should be taken to improve the qua-lity of continuing education for primary and se-condary school teachers， promote the ecological growth of primary and secondary school teachers， and boost the digital transformation of primary and se-condary education.

Key words  block chain technology; primary and secon-dary school teachers; continuing education ecosys-tem; digital education resources

Authors address

1  College of Software， Henan Normal University，    Xinxiang， Henan， China， 453007

2  College of Intelligent Medical Engineering， Sanquan   Medical College， Xinxiang， Henan， China， 453007

3  College of Computer and Information Engineering，    Henan Normal University， Xinxiang， Henan， China，    453007

0  引言

《中國教育现代化2035》印发以来，我国教育改革进入了“融合创新、智能引领”的新时期，特别是“停课不停教、停课不停学”全线上教学的顺利开展，中小学教师的现代化教学能力迈上了新的台阶。然而，智慧教育、开放教育等新教育模式不断涌现，给一线中小学教师基于现代化教学素质及能力提升的继续教育工作带来巨大挑战。2022年2月，《教育部2022年工作要点》提出实施教育数字化战略行动；2022年3月，《国家中小学智慧教育平台建设与应用方案》正式发布[1]，要求根据“需求牵引、共建共享、育人为本、集成创新”的基本原则，建设中小学智慧教育平台数字化教育资源。在此背景下，中小学教师继续教育网络平台缺乏互通、数字教育资源难以共建共享、学习轨迹记录与学分认证存在信任危机等问题更加凸显。

教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》指出：“积极探索基于区块链、大数据等新技术的智能学习效果记录、转移、交换、认证等有效方式，形成泛在化、智能化学习体系”[2]。基于此，本研究基于生态学角度，引入区块链技术，提升中小学教师现代化教学能力培养相关数字教育资源共建共享力度，提高中小学教师继续教育学习成果认证的信度和效度，以便于深化中小学教师继续教育终身化体系构建及实践，推进中小学教师继续教育生态建设良性发展。

1  基于区块链技术的省域中小学教师继续教育生态系统架构

美国哥伦比亚大学师范学院院长劳伦斯·克雷明于1976年在《公共教育》一书中正式提出“教育生态学（Ecology of Education）”一词。杨茜[3]认为“生态型生命”具有“群体性、和谐的、多元的、可持续的”等发展特性，使生命呈现出生机与生长性的特征。因此，构建开放的、自组织的、学习型的省域教师继续教育生态系统，能够帮助省域内中小学教师不断拓展自身知识素质、改善能力结构，提升自身现代化教学能力。

中国信通院《区块链白皮书（2019年）》指出：“区块链是一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、难以篡改、防止抵赖的分布式账本技术（Distributed Ledger Technology）”，具有“去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改和匿名性”等基本特征[4]。区块链涵盖“分布式记账、共识机制、智能合约、时间戳、非对称加密算法”等技术，通常可分为公共链、联盟链、私有链三种形式：

1）公共链中各节点可以自由加入，节点之间依据平台规则平等地进行数据的读写、验证等操作；

2）联盟链中各节点需经过审核才能加入，各节点依据节点具体权限分为审核节点、参与节点两种类型；

3）私有链是一种内部区块链应用，具有非公开性的特点[5]。

基于以上教育生态学及区块链理论，构建基于区块联盟链的省域中小学教师继续教育生态系统架构，具体设计思路如图1所示。省域中小学教师继续教育生态系统采用区块链联盟链平台架构，重点建设省域中小学教师继续教育联盟链，下设省级审核节点及市级审核节点，省级管理审核节点负责审核市级子联盟节点的加入与管理，市级管理审核节点负责审核教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等私有链节点成员加入与管理。平台内部采用区块链的“分布式记账、共识机制、智能合约、时间戳、非对称加密算法”等技术，构建数字教育资源共建共享、学习成果认证监管模型，提升中小学教师继续教育质量。从教育生态学角度来说，省域中小学教师继续教育联盟属于一个教育生态系统，市级子联盟及各私有链构成系统内部的群落生态，群落内部各成员之间相互平衡、竞争与协同，形成该系统的良性循环。

2  基于区块链技术的中小学教师继续教育数字教育资源共建共享

2.1  中小学教师继续教育数字教育资源共建共享问题分析

教育部《国家教育资源公共服务平台教育资源审查办法（暂行）》将平台征集的资源划分为教学素材、教学课件、网络课程、虚拟仿真系统、教育游戏、教学案例、数字图书、数字教材、教学工具、学习网站等十类[6]。在此基础上，本研究通过深入分析中小学教师继续教育实践，认为中小学教师培养的数字教育资源应涵盖教学素材、教学课件、教学案例、网络课程、学习网站、数字教材、数字图书、虚拟仿真系统、教研项目、教研论文、研究报告、研究成果等类别。而且，在本研究的调研过程中发现，中小学教师培养数字教育资源共建共享存在以下主要问题：

1）中小学教师继续教育多以任务方式下达，侧重于数字教育资源的标准化及数量化，不能满足中小学教师个性化学习需求；

2）中小学教师培养数字教育资源供给方包含省、市、县教育主管部门、师范院校、中小学校、社会参与方等各个主体，但除省级教育资源外，其他各类教育资源由于知识产权保护等问题，共建共享度较低；

3）中小学教师培养数字教育资源建设缺乏持续建设的驱动力。

2.2  基于区块链的中小学教师继续教育数字教育资源共建共享模型

针对以上问题，依托于“省域中小学教师继续教育生态系统”构建及发展理念，基于区块链分布式账本、共识机制、智能合约、时间戳、非对称加密算法等技术，构建中小学教师继续教育数字教育资源共建共享模型，如图2所示。

2.2.1  基于分布式记账技术的数字教育资源透明记账及全量存储

区块链分布式账本技术采用点对点模式（P2P，Peer to Peer），依靠分布式网络中的用户节点传输与交换数据，并进行分布式记账[7]。中小学教师继续教育区块联盟链平台，利用区块链分布式账本技术，一方面，实现省级、市级各教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等联盟链内各单个节点数据的分布式记录，为链内数字教育资源流通备档提供透明化“账本”，保障链内各用户节点数字教育资源上传、发布的真实、可靠性及下载应用的不可篡改性；另一方面，利用分布式记账技术的去中心化（没有中心服务器）特征，实现链内数字教育资源链接及其交易数据的全量存储，链内节点与节点之间通过点对点传播方式实现资源共享，节省大量中介资金的支出，降低运营成本，推动中小学教师继续教育区块联盟链平台内数字教育资源的共建共享。

2.2.2  基于区块链共识机制的数字教育资源审核及认证

区块链作为一种去中心化的分布式记账系统，保障系统内各服务器节点对链内数据及信息处理达成一致是关键。区块链内促进各个节点达成一致的策略和方法被称作共识机制（算法）。目前，区块链常用的共识机制（算法）包括工作量证明机制（Proof of Work，POW）、权益证明机制（Proof of Stak，POS）、股份授权证明机制（Delegated Proof-of-Stake，DPOS）、实用拜占庭容错（Prac-tical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）等。中小学教师继续教育区块联盟链平台利用区块链共识机制，一方面可以实现对省级、市级各教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等联盟链各节点的共建共享教育资源进行审核、认证、淘汰，为促进链内教育资源的流转共享奠定基础；另一方面可以实现对链内各节点教育资源上传、优化、下载应用等参与活动进行有效监管并通过资源确权、数字徽章、贡献值积分核算等方式激励联盟链内各节点的参与热情，促进教育资源共建共享。

2.2.3  基于区块链智能合约的数字教育资源智能交易及管理

区块链智能合约是一种无需中介、自我验证、自动执行合约条款的计算机交易协议[8]，除了具有区块链技术的去中心化、去信任、不可篡改等特性以外，还具有可编程性，可以嵌入区块链内的信息交换、价值转移和资产管理中，达到保障区块链运维的可靠性、高效性及安全运行的目的。利用区块链智能合约，中小学教师继续教育区块联盟链平台可以通过联盟链内预先定义好的教育资源共建共享规则和程序，实现联盟链内省级、市级各教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等各节点教育资源共建共享交易的智能化，以及基于智能合约的数字徽章赋值、贡献值积分积累交换等方式的数字教育资源共建共享交易有效流转；还可以利用智能合约的去中心化、去信任、不可篡改性以及基于智能合约的交易全网广播操作，实现对联盟链内数字教育资源共建活动的有效监管，提高链内数字教育资源交易的信用度及管理的自治化。

2.2.4  基于区块链时间戳的数字教育资源版权溯源及信任背书

时间戳是一份数据、信息存在或发生时间点的完整、可验证的数据证明。区块链时间戳可实现链内数据、信息的时间信息记录及监测，使链内数据、信息具备不可预测、伪造、销毁及修改的特性，从而保障了时间戳的权威。中小学教师继续教育区块联盟链平台利用区块链时间戳记录及监测联盟链内省级、市级各教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等各节点，上传、发布以及交易数字教育资源的时间信息，帮助联盟链内各节点达成信任背书，提高联盟节点成员的信任度；还可以实现对联盟链内数字教育资源共建共享进行溯源，实现中小学教师继续教育区块联盟链平台内数字教育资源的知识产权保护、共建共享监管等。

2.2.5  基于区块链非对称加密算法的登录认证及数据、信息加密

非对称加密算法的加密和解密使用公钥、私钥一对密钥，而且在通信前不需要先同步密钥，可以避免密钥泄露引发的信息盗取风险。中小学教师继续教育区块联盟链平台应用非对称加密算法，可以增强联盟链内各节点之间数字教育资源点对点式共建共享交易的安全性，还可以实现联盟链内各节点的登录认证以及链内数字教育资源及其交易信息的信息加密、数字签名等。

3  基于区块链技术的中小学教师继续教育学习成果认证及激励

3.1  基于区块链技术的中小学教师继续教育成果认证模型构建

《教育部关于大力加强中小学教师培训工作的意见》要求在职教师每五年累计非学历继续教育时间不少于360学时，而教師的继续教育学时累计跟其教学成果认证直接相关。目前，中小学教师的国培、省培及学历型继续教育的学习成果认证标准统一，能够顺利积累继续教育学时。但教师参与的校级教研、校际教师工坊、网络课程自主学习等活动，产生的学习成果由于缺乏统一标准较难积累继续教育学时，导致教师被动参与各类培训活动，成长值域低的状态。基于此，引入区块链技术，构建中小学教师继续教育成果认证管理模型，为中小学教师继续教育区块联盟链平台中非正式学习成果的认证提供有效的技术支撑。

图3所示的基于区块链技术的中小学教师继续教育成果认证模型的构建及应用，可以在一定程度上解决中小学教师继续教育过程中学习成果的积累及认证问题。主要体现在以下几个方面。

3.1.1  时间戳溯源保障链内学习成果真实可靠

区块链时间戳作为按一定顺序连接而成的特殊链式数据结构，可以全程、完整记录中小学教师继续教育区块联盟链平台内，省级、市级各教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等节点各成员的学习记录和学习数据产生的时间节点，而且不易被篡改。在学习成果需要认证时，区块链时间戳可随时快速完成相关溯源及查证，从而有效规避链内各节点成员虚报学习记录、学习数据等行为，保障了学习成果的透明、公开，使链内学习成果具备真实性和可靠性。

3.1.2  共识机制保障联盟链内学习成果的积累及互认

共识机制是一种区块链中各个节点达成一致的策略和方法。中小学教师继续教育区块联盟链平台利用区块链共识机制，帮助联盟链内各节点成员对国培、省培及学历型继续教育外的其他类型学习成果进行验证及认证。目前，比较常用的方法是利用共识机制中的投票算法生成联盟链内的认证的“管理（领导）”节点，负责接收、排序并生成区块链中的认证记录新区块[9]。在学习成果认证过程中，这一认证记录新区块由联盟链内其他成员节点进行验证，在多数节点达成验证共识情况下，由各节点将学习成果认证结果记入自身区块链账本中，最终达成联盟链内各节点间的学习成果的积累及互认。

3.1.3  加密算法及智能合约保障链内学习成果管理及安全

中小学教师继续教育区块联盟链平台，利用区块链非对称加密算法及智能合约，保障链内学习成果认证及管理数据的安全性和私密性。首先，在区块链联盟链内各节点，中小学教师在加入区块链网络时需要进行注册，提交独一无二的身份信息，区块联盟链采用非对称加密技术对身份信息及其学习信息进行加密，提高中小学教师学习成果记录及查询过程的安全性和公平性；其次，利用智能合约可以监管中小学教师的身份信息和学习成果记录信息，完成联盟链内各节点中小学教师学习信息与学习成果的匹配。而且，当有查询申请时，对应的智能合约还可以依据查询者相应的身份给予不同的查询权限。中小学教师继续教育区块联盟链平台利用加密算法及智能合约实现对学习成果的监管，可以非常便捷地管理区块联盟链内各节点内的中小学教师的过去的学习经历、学习过程及学习成果积累情况，更深入地了解该中小学教师继续教育的开展情况及具体人才培养效果，从而探索中小学教师继续教育的路径与方法。

3.2  基于区块链技术的中小学教师继续教育激励机制

激励机制是指运用多种激励方法促使组织者、参与者高效率协同合作、完成目的，达到利益最大化[10]。一个完善的生态系统必须具备优质的激励机制，才能促进生态系统的良性发展。基于区块链分布式账本、共识机制、智能合约、时间戳、非对称加密算法等技术，可以在区块联盟链内实现基于信誉积累的激励机制、基于交易积累的激励机制、基于质量贡献的激励机制等的有效实施，并保障信誉积累、交易积累、质量贡献的公开、透明。中小学教师继续教育区块联盟链平台通过区块链激励机制，应用数字徽章、贡献值、荣誉值积累及兑换交易等方式，在区块链可以提升联盟链内省级、市级各教育行政部门、师范院校等相关培训机构、中小学校等节点成员对数字教育资源共建共享及学习成果积累、互认的参与度，从而推动中小学教师继续教育区块联盟链平台持续性、生态化发展。基于区块链技术的中小学教师继续教育激励机制具体运行模式如图4所示。

4  结束语

利用区块链分布式账本、时间戳、共识机制、智能合约、非对称加密算法等技术，将区块链与中小学教师继续教育相结合，在保护知识产权的同时，推动优质资源共享，实现中小学教师继续教育数字教育资源库建设的良性发展。同时，利用区块链构建中小学教育继续教育学习成果认证模型及激励模型，推动中小学教师积极参与各类教研、网络课程自主学习活动，在信息化时代促进中小学教师的生态型成长，提升其教学工作能力及素养，从而助推中小学教育的数字转型，实现中小学教育数字化建设的良性发展。

5  参考文献

[1] 建设国家中小学智慧教育平台 丰富优质资源 强化应用服务[EB/OL].（2022-03-03）[2022-03-15].https：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202203/t20220303_604182.html.

[2] 教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[A/OL]（2018-04-25）[2020-01-15].https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[3] 杨茜.教育生态学视域下教师生命成长探析：基于学校生态群的实践认识[J].中小学教师培训，2016（2）：5-9.

[4] 区块链白皮书（2019年）[EB/OL].[2022-08-15].www.caict.ac.cn/kxyj/qwfb/bps/201911/P020191108365460712077.pdf

[5] 韩劲松，赵立波，贺晓光，等.区块鏈视角下构建区域性继续教育公共服务平台的创新应用研究：以黑龙江省为例[J].成人教育，2019，39（3）：79-85.

[6] 国家教育资源公共服务平台教育资源审查办法（暂行）[EB/OL].[2022-08-15].www.ncet.edu.cn/u/cms/www/201401/1409130132x9.pdf.

[7] 靳瑞霞，孙全党，秦磊勇.基于区块链技术的高校数字教育资源共创共享生态系统构建[J].中国教育信息化，2021（23）：53-58.

[8] 欧阳丽炜，王帅，袁勇，等.智能合约：架构及进展[J].自动化学报，2019，45（3）：445-457.

[9] 黄贵懿.基于区块链技术的学习成果认证管理系统研究[J].现代教育技术，2021，31（1）：69-75.

[10] 何云华，刘昭阳，胡堰，等.基于区块链的分布式激励 机制研究[J].计算机应用研究，2021，38（3）：664-670.