区块链技术在教育教学中的应用与挑战

作者:查重猫     发表时间:2020-09-10 15:52:43   浏览次数:6


  摘要:区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、信息和互联网革命后,引发第五次人类社会颠覆性变革的技术,并开始在教育教学领域产生影响,尤其是在大学入学选拔、学习成绩单、学习认证、学分转移、学位证书等诸多方面得 以初步发展和应用。文章通过追踪、检索有关区块链技术发展应用方面的各类文献资料,并重点关注教育教学区块链技术应用机构和专家的观点,从区块链成绩单、基于区块链技术的学习者资源管理和学习账本等三个方面,呈现了区块链技术在全球教育领域的发展和应用现状,以及区块链技术在教育教学应用过程中存在的问题 和挑战。

  关键词:区块链;区块链成绩单;学习者资源管理;学习账本;挑战

  引言

  区块链技术已在全球金融业、商业服务业等领域得到了比较广泛的研究和应用 ,但在教育教学领域,区块链技术鲜有系统、成熟的案例和研究文献。然而,正如任何新技术在得到全面、系统 、深入的应用之前所必然经历的轨迹一样 ,区块链技术在教育教学中正处于美国著名信息技术研究和咨询公司Gartner所提出的技术成熟度 曲线的起始阶段【1】,即技术萌芽期 (Technology Trigger)。在此阶段 ,随着行业关注度的大幅升高和媒体的大肆报道 ,社会公众和业 内人士均对技术的期望值越来越高。然而 ,此阶段虽有大量的资金投入 ,但用户 的需求和技术、产品或服务往往并不成熟一一这和 目前区块链技术在全球教育领域所受到的追捧、关注和发展现状如 出一 辙 。比如,享誉全球的美国麻省理工学院媒体实验室 已利用 区块链技术颁发数字证书和数字币,以认可加入其全球研究伙伴计划的各行业才俊;霍博顿软件工程学院计划从2017年开始和 “比特认证”(Bitproof)公司合作 ,利用 区块链技术授予学习认证;塞浦路斯尼科西亚大学推出了基于区块链技术开发和应用的理学硕士学位项 目,并开始使用区块链技术,追踪 、记录学生的学习过程和结果;哈佛大学伯克曼克莱恩互联网和社会研 究中心正在研究区块链技术在物权法、数字金融等领域的应用和影响,以促进 区块链技术专业人才的培养【2】。此外,全球众多其它商业企业和教育机构也纷纷投入资源探索区块链技术在教育教学中的应用。在此背景下,本研究通过追踪、检索有关区块链技术发展应用方面的各类文献资料,并重点关注教育教学区块链技术应用机构和专家的观点,分析了区块链技术在教育教学中的应用与挑战 。

  一、区块链简介

  1区块链概念界定

  区块链是指通过去中心化和去信任的方式,集体维护一个可靠数据库 的技术 。从本质上来说,区块链是利用分布式技术和共识算法重新构造的一种信任机制,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含 了一次网络交易的信息,用于验证其信息的有效性并生成下一个区块。也可以把区块链简单地理解为一个 由所有参与者公共维护的交易账本,账本信 息的公开使得所有参与者可 以一起来校验交易和记账 的正确性,使得账本具有防止恶意篡改的能力,成为所有参与者可以信任 的载体【3】【】【5]。

  2区块链的起源

  区块链概念首次~Nakamoto在2008年发表的Bitcoin:APeer-to-PeerElectronicCashSystem 一 文中提出【6】。在该文 中,区块链技术被认为是构建 比特 币数据结构与交易信息加密传输的基础技术。Satoshi认为 ,借助第三方机构来处理信息的模式拥有点与点之间缺乏信任的内生弱点: ①商家为了提防 自己的客户,会 向客户索取完全不必要的信息,但仍然不能避免一定的欺诈行为 ;② 中介机构的存在 ,增加了交易成本,限制 了实际可行的最小交易规模;③数字签名本身能够解决电子货 币的身份问题,如果还需要第三方支持才能防止双重消费,则系统将失去价值 。基于传统交易中存在的上述问题,Satoshi在区块链技术的基础上创建了比特 币一一 比特 币是指陌生人之间无需依赖中央银行或类似第三方 中介机构而直接交易的数字货币。目前 ,越来越多的金融机构开发并应用区块链技术来管理各种数字交易。

  3区块链的特征

  区块链技术有 四个核心特征 :去 中心化 (Decentralized)、去信任 (Trustless)、集体维护 (CollectivelyMaintained)、可靠数据库 (ReliableDatabase)[7】。换句话说,区块链技术的去信任和去 中心化等关键特征,能够有效解决全球 日益兴起的共享经济发展过程中存在的信息不对称、陌生人信任 、交 易成本高等难题 。因此 ,区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、信息和互联网技术后,引发第五次人类社会颠覆性变革的技术 。顾名思义,区块链 (Blockchain)包括 “数据块”(Block)和 “链接 ”(Chain)一一具体而言,每一数据块包含着系统一定时间内加密 的全部信息交流数据;链接则指每一区块与下一 区块间的链接关系,从而构成区块链。由于每一区块都包含特定时间内系统的全部信息交流数据,因而每个区块都是平等的,且单一区块的损坏不影响系统整体的安全性,所 以区块链具有去中心化 、可靠数据库等核心特征;同样 ,由于每一 区块皆包含系统的所有信息,使得信息的真实性可以交叉验证 ,从而保障了区块链 中的信息都是真实的,因此区块链又具有去信任、集体维护的典型特征。

  4区块链的发展

  区块链技术最早受到金融机构 的关注,尤其是2015年 以来,美 国纳斯达克证券交易所推 出了基于区块链技术的数字总帐技术 ,用于股票交易与发行记录 ;花旗集 团、 日本三菱 日联金融集团、瑞士联合银行和德意志银行等全球大型金融机构也先后宣布应用 “区块链”技术,来打造快捷、便利 、成本低廉的交易作业系统。在金融领域之外,区块链技术也开始被应用于物权保护 、公证、在线游戏等有信息透 明公开并永久记录需求的领域 ,并超越 了数字货币领域,展现出重塑社会各方面及运作方式的潜力,如沃尔玛开始应用区块链技术处理食品安全等问题【】。区块链研究院 (InstituteforBlockchainStudies)创始人Swan[91认为 ,区块链技术所带来的革新主要分为三类 :区块链 1.0、2.0和3.0一一 1.0对应的是数字货币,这方面 的应用和现金有关,如货币转移、汇兑和支付系统等;2.0对应的是智能合约,主要应用在经济、市场、金融领域等,但其可延伸的范围比简单的现金转移要宽广 ,可 以涵盖股票、债券 、期货、贷款 、按揭、产权和智能合约等方面 ;3.0则对应的是超越货 币、金融、市场 以外的应用,主要应用在教育、健康、科学、文化和艺术方面 。

  Tapscott等【lo]在 《区块链革命 :比特 币背后的技术将如何变革金融、商业和世界》一书中指出,第 一代数字革命为人类社会带来 了信息互联网 (IntemetofInformation),而区块链技术驱动的第二代数字革命正在为我们带来价值互联 网 (IntemetofValue),即变革人类社会、重塑商业世界的基于区块链技术的新型、分布式平台。除了在数字货币、产权证明、智能合 同等金融和商业领域 的应用,Levin[¨】认为区块链技术可 以在大学入学选拔 、学习成绩单、学分转移、学位证书等诸多方面发挥作用,并有助于学校招聘优秀师资、管理学校资产、科研基金和学生贷款 ,从而让教育机构更加透 明、更有效率、更能回应社会和学习者的需求 。此外,下一代智能合约和去中心化应用平 台以太坊 (Ethereum)正致力于实践 “作为服务 的区块链技术 ”(Blockchainas aService),并邀请学术人员深入研究、实践基于区块链技术开发与应用的实验 。mM公司于2016 年投入巨资,支持基于 区块链技术的 “超级账本工程 ”(HyperledgerProject),并开发 了企业应用版 的区块链环境系统,以帮助企业处理安保和政府管制等多方面的业务(12]。

  二 区块链在教育教学中的应用

  区块链技术在教育教学领域中的应用还处在萌芽阶段 ,尽管如此 ,专家认为该技术 比现有学习成绩记录能更加全面 、细致 、透 明、长期、可靠地记录学习者在人生每一阶段的学 习成绩和掌握 的技能。从现有的研究和实践来看,区块链技术在教育教学中的应用主要包括:

  1区块链成绩单 (BloekchainTranscript)

  尽管现有文献和实践案例显示 ,区块链技术在教育领域的价值和影响大多还是预测性、前瞻性的;但研究人员认为 ,区块链技术和近年来席卷全球 的慕课运动 、学习认证 以及学习和职业发展之间有着密切的关系,即通过应用 区块链技术 ,学习者能够 自主拥有其学习过程和结果的记录及证据 ,并 自主管理其学习内容,从而打破 了长期 以来学习成绩等档案 由学校拥有并保管的传统 。尤其是基于区块链技术 的、全面呈现学习者学习过程和结果的学习成绩单将成为现实和主流,因为这一成绩单 能够记录学习者一生的成长经历、学习过程和结果、掌握的技能、完成的学习项 目、教师的评价等详尽数据 。研究人员把这一成绩单称为区块链成绩单 ,认为这一 成绩单更有助于学习者在技术赋能的学习环境下从众多不同的教学机构 中选择想要 的课程并获得基于项 目或服务学习成果 的认证,同时还能够展示学习者做过什么、有什么兴趣爱好和技能特长 。此外,通过了解学习者所学课程的性质和 内容、考试类型、完成 的作业量、独立或 团队完成的项 目,区块链成绩单也有助于学习者在不同学校 间转学,而无需申请相关学校开具学习证明、成绩单等转学手续 。此外 ,这一技术的应用也会为学习者创造新的信任网络 ,识别网络中其他学习者所掌握的知识和技能,从而创建基于学习过程和结果的社交网络系统[13]。同时,区块链技术也 日益被应用到数字徽章的实践中。Levin[14]认为,区块链技术让学习者更容易创建 、维护、共享包括所学课程 、学分、成绩和经历的个人数字资料,有助于学习者实现个性化学习,改善学习过程和成效。

  2基于区块链技术的学习者资源管理 (Bloekchain.basedLearnProfileManagement)

  个性化学习曰趋成为技术赋能的学习环境下学习者学习新知、掌握技能的有效途径。Ark【15】认为 ,个性化学习过程 中学习者个人资源 (LearnerProfile)的管理至关重要 。个人资源既包括学习者的学习成绩单,也包括学习者的知识 、技能、兴趣爱好、个性、特长等各方面资料 。因此,在共享经济 (SharedEconomy)和个体经济 (PersonalEconomy) 日益增长 的社会、经济、技术环境下,对学习者个人资源的有效管理和去中心化 ,即学校不应独 占学习者 的个人资源并决定资源 的内容 ,已成为 了人们的共识 。基 于此,他提 出了 “父母 管理 的学习者个人资源 ” (Parent.managedLearnerProfile)这~概念 。Levin[】认为,父母管理的学习者个人资源的有效应用取决于分布式信任系统的存在 ,而区块链技术正好可以解决这一 问题 。 [17]指出,学习者个人资源包括三个要素,即学习成绩单 (包括课程和各科成绩 )、个性化学习信息 (除学校正式成绩单之外的各类学习和技能资料、社会服务活动记录等课外学习和实践档案)和个人最佳实践组合包 (包括个人校内外活动最佳成绩和项 目)。基于区块链技术 的学习者个人资源管理将有助于学校、教师、学习者个人及其父母全面 了解并管理学习者的信息,从而更加有针对性地改善学习绩效;同时,也有助于企业雇佣到与企业契合度最高的员工 。正如全球最大的职业社交网站领英 (Linkedln)的创始人Hofman[~81所言:“2l世纪 的文凭应包括学习者正式和非正式的学习经历 ,即从不 同教育机构获得 的学分、工作实践经历、同伴学习、在线学习等学习过程和结果能全面体现在 同一文凭中,实现动态 的可随时更新的学 习者个人资源 ”的管理和呈现 。 CavanagN 】甚至断言:区块链技术让学习者的学习经历实现了在线无缝共享,将对学习认证和学习数据管理带来变革,甚至颠覆 。

  相关期刊推荐:《现代教育技术》立足学术研究、带动实践探索、促进教育技术发展、推动教育现代化。本刊可供高校及其他各级各类学校电教中心(现代教育技术中心)、CAI中心、远程教育机构、多媒体研究开发人员和热心教育现代化的教师及管理人员阅读,是学校图书馆、资料室、教育技术中心等部门的必备资料。本刊对师范院校教育技术类专业师生的学习及研究具有参考价值。

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