国内外“区块链+教育”之研究现状、热点分析与发展思考

摘要:近年来,区块链技术以其分布式、安全性、可靠性和数据完整性而受到实践者和研究者的广泛关注。2.0趋向3.0在过渡阶段,国内外的区块链 教育也得到了一些发展。虽然教育实践和研究人员越来越关注这一点,但目前区块链技术在教育中的具体使用和实践尚不清楚。为此,从区块链 教育的发展过程、政策指导、应用模式、平台建设和典型案例的角度,全面梳理了国内外区块链 教育的研究和应用现状。总体而言,区块链 教育的应用和发展呈现出稳步增长和多点相关性的趋势,逐步从理论探索转向实践验证,并不断转向细化和具体化。目前,国内外区块链 教育的研究热点主要集中在学分认证、证书管理、数字教育资源、学习者能力和学习成果管理等方面。为了使区块链教育能够有效地帮助重建未来的教育公平和智能教育生态建设,建立和完善人才培训应用体系。

关键词:区块链;区块链 教育;生态链;综合发展;系统文献综述;案例分析;智能教育;大数据;

作者:吴永和 1;程歌星 1;陈雅云 1;王晓玲1;马晓玲2(华东师范大学 教育信息技术系; 教育信息管理系)

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引言

国内外区块链 教育研究现状、热点分析与发展思路

近年来,在联合国、欧盟等国际组织的领导和推动下,各国发布了一系列区块链政策文件,深入探索区块链技术及其应用,使区块链成为世界上最大的风口之一。在国务院2016年发布的十三五国家信息规划中,区块链技术也被列为战略前沿技术。2019年2月18日,《人民日报》头版明确指出,区块链是新一代信息技术。区块链被认为是21世纪最具潜力的重建教育技术之一,具有分散、安全、数据不可篡改的特点。它被广泛应用于金融信任要求高的领域,引起了大多数教育工作者的兴趣和关注。2019年10月,中共中央政治局对区块链技术的发展现状和趋势进行了第十八次集体研究,并对区块链技术的发展方向做出了重要的部署。

毫无疑问,区块链技术正在给各行各业带来颠覆性的变化,其应用逐渐从金融领域延伸到其他领域,教育就是其中之一。在信息技术的持续支持下,传统教育环境不断转向开放教育环境,随着技术的智能化和精细化,开放教育环境的开放性和自适应性逐渐提高。区块链技术在教育教学中的应用正在不断实施,包括顶层设计共享、学习环境整合、资源自主建设和学习绩效评价改革。特别是进入教育信息化2.0现阶段,在线学习、沉浸式学习、无缝学习等新形式正在实现教育服务主体的自主化、智能化、多元化。越来越多的学校、培训/教育机构开始突破界限,寻求跨校、校企、跨境合作,进一步促进了区块链技术在学习空间、资源共享、数据处理、绩效分析、学分认证、人才培训等方面的应用。

但是,随着大数据、人工智能、5G、虚拟现实/混合现实、云计算、数字双胞胎等新技术的快速发展、虚拟现实整合、分布式教学形式越来越多样化、数字教育环境、数据和资源开放、教育资源质量、学习过程跟踪、学习成果管理和评价等,也带来了诸多挑战。教育信息化过程中常见的平台缺乏交流、资源建设冗余、学习轨迹记录和学分认证等信任危机,阻碍了其健康发展。换句话说,智能教育、数据障碍、信息安全、信任危机等问题并没有得到有效的改进或解决。因此,我们需要一个集安全、分布式和透明度为一体的智能教育系统[1]。国内外研究表明,将区块链技术融入教育是有效解决上述问题的关键。

基于此,借助系统文献综述、文献计量分析、案例分析等方法SATI、Citespace对近年来国内外区块链 教育的研究和应用现状和进展进行了深入分析,从宏观和微观的角度概述了区块链 教育的全面发展,为未来国内区块链 教育的研究和应用实践提供了一些参考。

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区块链 教育的发展历程

国内外区块链 教育研究现状、热点分析与发展思路

(1)区块链技术及应用开发

区块链技术被认为是下一代云计算的原型。预计未来将像互联网一样重塑人类社会活动的形式,实现从当前信息互联网向价值互联网的转变[2]。区块链技术作为比特币的技术支持,是一种新的分散基础设施和分布式计算范式[3]。目前,区块链技术正在美国Gartner公司提出的技术成熟度曲线的起始阶段(如图1所示)。

图1 Garter 2016-2019区块链技术在产业报告中的发展趋势

美国区块链研究所(Institute for Blockchain Stu ** s)梅兰妮,创始人·斯万(Melanie Swan)将区块链技术带来的创新或影响分为三个阶段,即区块链技术1.0、2.0和3.0阶段[4]。许多研究人员,如徐涛[5]、王发明等[6]、王君宇等[7]和陈杰[8],都详细解释了这三个阶段。研究普遍认为区块链1.0即数字货币时代,区块链2.0即智能合约时代,区块链3.0也就是说,超越货币应用阶段。截至2019年11月15日,我们在《中国知网》上搜索了8775篇与区块链相关的中文文献,并通过测量分析判断了上述文章发表的年度趋势。研究发现,国内外区块链的应用和发展趋势也呈现出三个阶段(如图2所示)。

图2区块链应用和区块链 教育年度论文数量

第一阶段是[9](2013-20152014年),世界各国对区块链的应用处于起步阶段,试图布局区块链,主要是区块链技术验证和数字货币。例如,2014年,美国率先提出了监管加密货币的数字货币许可证制度,2015年,新加坡提出了开发银行区块链的基本应用程序。

第二阶段是应用激增阶段(2016-20182016年,欧盟提出探索区块链技术的使用。同年,中国首次将区块链纳入国家信息规划,并将其作为战略前沿技术。根据国家知识产权专利检索数据,2018年区块链技术相关专利数量增加5788项。

第三阶段是应用落地阶段(自2019年以来),现阶段我国区块链布局步伐较大2017-2018年有所放缓。区块链的应用在短期内激增后,实际应用与技术发展之间存在严重的不平衡,导致区块链的许多投资和应用成为泡沫。鲍南[10]指出,信息技术只是解决问题的手段,并呼吁区块链更多地扎根于实际应用中,然后解决实际问题,以促进区块链获得长期的活力。

(二)国内区块链 教育的发展

随着区块链技术的不断成熟和应用,也促进了区块链 教育的不断发展。我们在中国知网上搜索了区块链 教育的文献,发现区块链 教育相关研究与区块链研究的数量(见图2)存在很大差异,表明区块链 教育的研究仍处于[5]的初始阶段。然而,从文献出版的角度来看,它呈现出稳步上升的趋势,表明区块链技术正在与教育和教学相结合和发展。我们还将区块链 教育分为初始积累(2016-2017年),应用增长(2017-2018年)、落地探索(2019年至今)三个阶段。

第一阶段是起步积累阶段(2016-20172016年发表的论文数量从2016年的8篇增加到2017年的27篇。从主题分布图(见图3)来看,除区块链及其特征相关的主题词外,与教育相关的主题词最常见的是学习社区,其次是学习者、教育者、学分认证、学习经验和区块链成绩单。可以看出,区块链在教育中的应用主要集中在学习者和教育者身上,大致以学分认证、区块链成绩单为代表的学习成果管理,作为区块链与教育一体化的切入点,努力建立基于区块链技术的学习社区,增强学习体验。在与互联网技术和教育大数据的持续整合中,创造融入区块链技术阶段的教育生态,促进教育改革。

图3区块链 教育起步积累阶段(2016-2017年)主题分布

第二阶段是应用增长阶段(2017-20182000年),本阶段发表的论文数量增加到上一阶段的近两倍。从主题分布图(见图4)来看,在线教育是与教育相关的最常见的主题词,其次是学分银行、教育信息化、学习成果认证、开放教育资源、职业教育和智能教育。与上一阶段相比,这一阶段的重点仍然是学习成果管理和学习产出。然而,区块链在开放教育资源中的作用已经开始探索,并逐渐关注职业教育、智能教育、互联网教育、在线课程等其他应用场景。特别是人工智能的高频出现表明,区块链在教育中的应用并不孤立,需要与人工智能等智能技术合作。同时,现阶段的主题词校企合作表明,区块链与教育的融合需要跨越校园界限,寻求更广泛的合作,促进教育形式的创新,更好地促进教育的发展。

图4区块链 教育应用增长阶段(2017-2018年)主题分布

第三阶段是着陆探索阶段(自2019年以来),论文发表的增长趋势较上一阶段有所放缓。这与区块链的发展趋势一致,即短期激增和小 ** 之后,实际应用与技术发展之间的不平衡使得区块链与教育的整合发展开始趋向于如何实现着陆。从主题分布图(见图5)来看,现阶段最常见的主题词是学习者,表明任何技术与教育的整合都应该回到学习者本身。其次是教育教学、在线教育、学分银行、混合现实、学习体验等。可以看出,区块链在教育中的应用反映了以学习者为中心的应用模式。此外,隐私保护的出现反映了该阶段的研究人员正在考虑区块链在伦理和安全方面对教育的影响。终身教育表明,研究人员探索区块链在教育中的长期发展作用。如何促进区块链在教育中的应用,应该成为未来研究人员不断思考的一个重要问题。

图5区块链 教育主题分布在探索阶段(2019年至今)

从宏观角度看,区块链在教育中的应用主要集中在学分和成果管理上,注重教育教学场景和空间的创新和学习者体验,不断寻求与教育大数据、人工智能等新技术的融合,共同促进教育信息化2.0新阶段教育生态建设。

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国内外区块链 教育相关政策分析

国内外区块链 教育研究现状、热点分析与发展思路

从国际角度看,由于世界组织和国家相关政策的推动和引导,区块链技术近年来的应用激增。2016年9月,经济合作与发展组织(OECD)发布了《2016年科技创新展望报告》,将区块链技术列为未来十大技术发展趋势之一,并提出具有重大潜在应用价值[12]。

随着区块链技术的逐步成熟,各国政府逐渐认识到区块链技术的重大价值,区块链正成为关注和应用的热点。如表1所示,自2016年以来,各国的重点主要体现在法律法规的修订或政策文件的发布上,然后重点促进区块链技术的发展,加快区块链技术的实际应用和区块链产业的发展[9]。总的来说,各国对区块链技术持积极态度。

国内外区块链相关政策清单

随着各国对区块链技术的重视和区块链技术应用的不断扩大,欧盟、美国和中国开始意识到区块链技术可以应用于教育和其他领域,并对教育行业产生重大影响。因此,区块链 教育的应用主要包括:数字资源版权管理、学习行为数据采集、教育培训市场规范、教育公益透明度和人才档案管理。

欧盟于2017年发布报告《教育中的区块链》(Blockchain in Education),介绍了区块链在教育应用中的基本原则,并根据技术的发展和部署,提出了区块链技术在教育中的八个方案[14]。2019年4月,美国高等教育信息协会发布了地平线报告(2019年高等教育版),首次提出了学位模块化和分解趋势和区块链技术促进高等教育[15]的发展。2016年10月,中国发布了中国区块链技术和应用发展 ** 》,指出区块链“透明化、数据不可篡改等特征,对教育就业的健康发展具有重要的价值”[16]。其后,在2018年4月发布的《教育信息化2.0在行动计划中,明确提出积极探索基于区块链技术的智慧能学习效果、记录、转移、交换、认证等有效方式”,将技术深度融入教育教学[17]。如表2所示。

表2国内外“区块链+教育”的相关政策/报告

我国对于“区块链+教育”政策的探索,也经历了循序渐进的发展过程,图6为近年来中国政府所颁布的与“区块链+教育”较为紧密的相关政策,重点提出完善区块链标准,强调信息安全管理,推动区块链技术与人工智能、网络安全等的融合应用。

此外,我国各省市也先后发布与“区块链+教育”相关的政策,以促进区块链技术的具体应用(见表3)。

图6国内“区块链+教育”相关政策的演进情况

表3国内各省市与“区块链+教育”之相关政策

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“区块链+教育”的研究文献分析

国内外“区块链+教育”之研究现状、热点分析与发展思考

(一)文献分析方法

为全面分析国内外“区块链+教育”的相关研究现状,本文采用系统文献综述方法(Syste ** tic Literature Review,SLR)[19],该方法旨在帮助研究者通过严谨的、可 ** 的方式,定位、选择、评价和整合大量内容较为宽泛的研究,进而对某一研究领域做出清晰梳理[20]。比如,Ali等人基于系统文献综述法,从区块链在教育中的应用、区块链给教育带来的收益、区块链在教育应用中面临的挑战这三方面,对国外“区块链+教育”的应用现状,进行了详细分析[21]。为此,本文引入系统文献综述法的研究思路,以“区块链+教育”相关研究成果为研究对象,开展由文献收集、数据分析和结果报告三个步骤所组成的系统性文献分析,根据对关键词的词云与关键词共现图谱的深入分析,揭示当前国内外“区块链+教育”的研究重点与热点;通过主题聚类与时区图分析,揭示国内外“区块链+教育”的演变路径与发展趋势,以期全面透视“区块链+教育”的研究现状。

(二)文献收集与筛选

我们选取“中国知网”(CNKI)为研究工具进行文献检索。首先在知网上以“区块链”+“教育”为主题词检索文献,并勾选精确匹配,截止2019年11月15日,共获得156篇文献。在对检索文献的初步分析后对主题词进行拓展,增加了“区块链”+“教学”“区块链”+“学习”“区块链”+“教师”“区块链”+“学生”“区块链”+“学校”,检索后补充文献105篇,共261篇。进一步分析后补充“区块链”+“图书馆”为检索字段,检索到35篇文献,最后共296篇。

在完成搜索后,我们使用预先设定的包含和排除标准,筛选检索到的文章。排除标准包括:(1)不是中文文献;(2)收录论文的期刊是非核心期刊;(3)没有探究区块链技术在教育中的应用;(4)不是主要讨论区块链在教育中的应用。通过以上筛选标准,剔除了相关性较低、质量较差的文献,确定最后所选取的文献与本次研究高度契合且具有较高的质量。经过筛选之后,最终获得研究文献共68篇。

(三)文献内容分析

我们将筛选后的文献作为分析对象,以SATI 3.0与citespace4.0为主要的研究工具,提取文献的数据并进行具体的分析。

1.关键词分析

SATI 3.0(Statistical Analysis Tool for Informetrics)是常用的文献题录信息统计分析工具,本研究选择该工具提取关键词并统计词频。我们从高到低选取词频大于1的关键词,从表4初步可以看到,当前国内区块链技术在图书馆、学分认证与数字教育资源方面的探索较多。

表4“区块链+教育”相关文献高频关键词表

在此基础上,利用提取出来的关键词及词频绘制出“区块链+教育”词云图(如图7所示),并对可视化后的云图进行分析。内容主要体现在:

图7“区块链+教育”关键词词云图

(1)“区块链+教育”主要应用模式。区块链与教育的融合与创新充满着无限可能,有望成为未来变革教育最有力的助推器。“智慧图书馆”“数字图书馆”“学分银行”“学分认证”,则是当前“区块链+教育”的主要应用模式,这体现了区块链的安全性、不可篡改、知识产权保护等在教育中的融合应用。在区块链技术支持下的分布式数据库,可以实现知识共建共创共享,不断丰富“数字教育资源”,重构数字资源的产生、获取途径与管理模式。随着区块链与教育的逐渐融合与发展,有研究逐渐关注“区块链教学”、区块链“体系构建”,说明我们对“区块链+教育”的应用,可从更宏观的角度进行设计与构建,以期取得更有价值的应用模式与效果。

(2)“区块链+教育”的重要技术。“人工智能”“智能技术”“教育大数据”是实现“区块链+教育”应用的有力保障。当前,逐渐成熟的“人工智能”与“智能技术”能够为“区块链+教育”提供技术支撑,教育教学过程中不断产生的“教育大数据”也为“区块链+教育”的发展和应用提供证据,并不断促进“区块链+教育”的自我完善和迭代创新,从应用的角度实现区块链与教育更深度的融合。另外,近年落地的“5G”与人工智能的结合,将极大地提升区块链技术的性能与效率,从技术层面提升区块链与教育的应用效果。

(3)“区块链+教育”的教育目标。教育自诞生以来一直都是一个复杂的社会问题,技术的发展与融合并不能改变教育的本质,而在于促进更好的教育,从而达到更好地培养人才的目的。在“区块链+教育”时代,“区块链人才培养”同样提醒我们,需要思考区块链与教育的融合需要培养什么样的人才,如何才能更好地培养这样的人才。人才的培养是“区块链+教育”时代需要考虑的阶段性目标,从更长远的角度考虑,“区块链+教育”应促进“终身学习”这一终极教育目标的实现,也需要我们在这一过程中不断反思。Tapscott等人[22]指出,第一代数字革命为我们带来了信息互联网,而基于区块链技术的第二代数字革命,会为我们带来价值互联网。“创新价值”“价值重构”等关键词的出现,表明区块链与教育的结合,将重构教育价值,随之带来教育目标、方式等的变革。

2.主题词共词网络分析

我们通过对高频关键词可视化与词云图分析,可以从宏观层面了解当前国内外“区块链+教育”的应用情况;而更进一步的主题词共现分析,则能在一定程度上反映当前“区块链+教育”的研究热点与未来发展趋势。根据结果可以看出,区块链位于中心且与多数主题词联系紧密(图8所示)。

图8“区块链+教育”主题词共现图谱

(1)“区块链+教育”的研究热点。从主题词共现图谱可以看出,“数字图书馆”“学分银行”“图书馆”“数字教育资源”等主题词处于较为中心的位置,且相互之间联系较为紧密,成为当前的研究热点。图书馆是当前区块链在教育中的主要应用场景,区块链支持下的分布式账本能够创新数字版权管理,实现版权保护、读者信息保护。它与物联网的结合能够促进服务升级与转型,构建以用户为中心的阅读平台,具有广泛的应用前景。教育资源作为教育中最重要的组成部分,也最先受到区块链的影响。区块链与教育的结合,将有助于打造资源共创、共建、共享平台,加速资源流通,从而打造全民共享的“数字教育资源”平台。“学分银行”能够构建基于开放教育环境下的信任体系,实现学习记录、学分互认与学习成果转换,在比特币应用的基础上可以开发数字徽章,在开放学习环境中有利于在线学习过程评估与结果认证,提高开放教育环境下教育的可信度。此外,“智能合约”是区块链2.0阶段最重要的应用形式。其位于中心且与其他主题词关联紧密,表明区块链与教育结合的探索是在“智能合约”的基础上建立,“智能合约”为“学分认证”“学分银行”的实现,提供了可信的执行环境,在“区块链+教育”体系中起到基石的作用。

(2)“区块链+教育”的发展趋势分析。“教育大数据”“智能技术”“智链校园”“终身学习”“伦理”等位于主题词共现图谱的边缘位置,但其出现的频率相对较高,一方面说明与这类主题词相关的研究尚处于初步探索阶段,相关文献较少;另一方面也说明这类主题将有可能会成为未来的研究方向。从微观层面看,区块链技术与教育整合是教育大数据的深度发展方向,区块链能够丰富“教育大数据”;反之,教育大数据也能够从更细的粒度上不断完善区块链的功能,两者的结合相辅相成。从中观层面看,区块链与“人工智能”“数字孪生”“虚拟现实”“混合现实”“5G+AI”等智能技术的结合,将有助于“区块链+教育”技术生态的形成,共同助力混合学习、自适应学习,形成智能教育新生态。从宏观层面看,“区块链+教育”在大数据、物联网技术的支撑下,将加速建成“智链校园”,推动实现“全域学习”的教育目标。与此同时,新技术的发展必将带来一系列的伦理问题,随着区块链与教育的深度融合,“区块链+教育”相关的伦理问题将“浮出水面”,这也是我们未来需要面对的现实问题。

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国内外“区块链+教育”的研究热点及比较

国内外“区块链+教育”之研究现状、热点分析与发展思考

(一)国外的研究热点

基于现有大量的研究成果,国外已有研究者对“区块链+教育”的研究现状进行了系统的梳理,Ali等人[21]通过系统文献综述法,选取了47篇“区块链+教育”相关文献,并总结出区块链在教育中的12个的类别应用。我们根据上述的分析,总结出当前国内“区块链+教育”的应用类别,并与国外的研究情况进行对比(见表5)。

表5国内外“区块链+教育”研究现状对比

由表5可知,当前国外区块链在教育中的研究热点,主要集中在:(1)基于区块链的学分、证书管理,该类别涵盖所有形式的学术、学历证书、成绩单、其他任何形式的成绩记录;(2)基于区块链的学习评估,该类别侧重于基于学习过程中的真实数据来评估学习者,提供真实可靠的结果;(3)基于区块链的身份认证(保护学习对象),该分类涉及保护学习对象信息不受侵害以及未经授权的更改与应用。由此也可看出,国内外当前的相关应用,依然集中在解决开放教育环境下的征信问题、安全问题以及数据与用户的隐私问题上。但是,随着“区块链+教育”应用的多点开花,国内外也产生了多种应用。表5也反映出国内外区块链应用与热点存在着一些差异。

除了证书管理、学习评估与身份认证,区块链也在安全学习环境的打造、学费与信用转移、数字监护同意、竞赛与版权管理、终身学习等多个方面,进行一些具体化的探索。例如,Bdiwi等[24]介绍了泛在学习(U-Learning)系统,该系统利用区块链技术为学习者提供随时随地进行协作学习的环境,安全系数很高。区块链在数字监护同意方面的应用,有助于变革收集父母同意权限的传统方式,Shlok等[25]提出了一个框架,允许公立学校给予第三方机构授权的权利,不需要每次都得到家长同意才能与学习者接触。这在很大程度上改变了大量学生、家长和教育机构之间的冗余交互过程。学术竞赛与考试审核管理有助于保证竞赛的效率与透明度,Wu等[26]提出一种基于电子商务运营沙盒的竞争模型,该系统利用基于区块链的评价体系,对学习者的操作熟练程度进行测量和管理。

另外,近年来也有研究者提出基于区块链技术产生的虚拟币对学生进行激励,进而提升学习者在线学习中的互动,提升学习效率与质量。如,Alexander等[27]讨论了区块链技术如何影响到真实生活的学习,他们提出了一种“以学习者为中心的”生态系统,能够为学习者定制个性化的教育计划,并拟定完整的职业轨迹,从而有效促进终身学习。

(二)国内的研究热点

基于前文的文献分析,国内研究若从应用目的上分类,主要体现在:基于区块链的数字教育资源构建、档案管理、学习数据存储与追踪、智能学习机器人设计等。比如,李新等[28]提出基于区块链技术构建开放教育资源新生态,全立新等[29]进行区块链在教育资源中的应用的探索,刘丰源等[30]、尹婷婷等[31]探究基于区块链的教育资源共享建模与框架构建;张倩[32]提出了基于区块链的高校学生档案征信管理平台;杨兵等[33]、李凤英[34]提出基于区块链的学习经历数据存储与身份认证;方海光等[35]探讨了区块链应用于智能学习机器人的途径。

除了从应用目的上分类,我们若从学科、学段、应用场景等角度看,国内“区块链+教育”应用呈现出“百花齐放”的情景(见表6),并已在思政[36]、金融[37]、法律[38]等多个学科进行了应用性研究。

表6国内“区块链+教育”的具体应用

从表6可知,区块链对教育教学的影响,在不同的学段存在着差异,较多研究集中在高等教育阶段。史强[39]、郑小丽等人[40]探索了区块链在高等教育中的应用,李旭东等[41]探索区块链如何促进终身职业教育,韩劲松等[42]提出构建基于区块链的继续教育公共服务平台。在“区块链+教育”应用场景方面,较多的集中于在线教育[43]、图书馆应用;也有研究者[44]提出构建基于区块链的实验平台,把应用场景带入教学实验中。而关于基础教育阶段的研究,目前较为缺乏。

通过对国内外“区块链+教育”应用热点进行对比分析,我们认为,(1)未来“区块链+教育”应用要在证书管理、数字教育资源、学习评估等方面进行具体化、精细化探索。区块链对各学科融入会逐渐深入,未来将会有更多的学科加入区块链的应用探索中。(2)区块链目前对高等教育的影响最大,但需要继续推动区块链在基础教育中的应用,这有助于打通整个教育平台与体系,促进信息与教育的深度互联互通。(3)应该努力创设更多的教育应用场景,如国外“区块链+教育”应用中对安全协作学习环境、数字监护同意、提升在线学习中的互动等应用。总之,需要通过“区块链+教育”在学科、学段与应用场景等方面的进一步探索,不断加深、加大区块链对教育的影响,并不断提升教育的开放度与公信度。

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国内外“区块链+教育”的平台构建与应用案例

国内外“区块链+教育”之研究现状、热点分析与发展思考

(一)应用现状概述

在《地平线报告》(2019高教版)中,区块链技术首次出现,并被列为未来4-5年将对教育将产生重要影响的技术之一。世界上第一所区块链大学——Woolf University也出现在该报告中,这所号称“世界上第一所没有围墙的大学”,旨在利用区块链技术保护所有师生的数据,去除师生间琐碎的管理数据与流程隔阂,进而解决高校的教学支持服务和学习路径中存在的一些难题。

以MIT为首的众多国外高校,积极与企业合作开发基于区块链技术的学习记录平台,用于颁发和验证与学习者相关的电子证书,使得学生的个人学习文凭与成就透明化,促进学生教育成果数字化的发展。美国高考ACT基金会和未来教育研究所(IFTF)则提出了Learning Is Earning计划[45],尝试将企业与学生的培养联系起来,将企业项目所需的人才要求和学校中有能力完成该项目的学生,进行有效匹配,令学生在完成该项目中赚取一定费用。这些探索很有意义,区块链技术支持的学习档案电子化存储,一方面节约了学校和企业的成本,加快了学历认证的时间;另一方面极大降低了学历造假与欺诈的可能,形成规范良好的公平教育环境。

中国第一个大数据教育区块链测试区——京津冀大数据教育区块链测试区,于2018年成立[46]。京津冀相关教育部门联合部分企业将建立一个大数据平台,用于对学生的学习和发展数据进行收集和记录,并通过区块链的分布式、不可篡改和可追溯性等特征,为学生创建个性化的学习和成长环境。清华X-lab联合清华大学多个院系的专家筹建了“青藤链盟”[47],提出了通过区块链技术以创新教育,保护知识产权,将优质课程与教师汇聚于区块链上,充分促进资源共享和高校人才培养等多方面的目标实现。

(二)“区块链+教育”的平台构建情况

近年来,世界各国普遍都对区块链的平台构建持较为肯定的态度,欧美地区开展的研究较早,其中美国在区块链结合教育的平台创设方面最为丰富。与MIT携手创建大名鼎鼎Blockcerts平台的美国企业Learning Machine,还为美国其他高校以及马耳他、澳大利亚等一些国家搭建区块链文凭认证系统。IBM、Sony和Bitproof等区块链企业也积极与各国高校合作,力图创新区块链教育应用平台的构建与应用。亚洲地区教育领域中的区块链应用平台研究更为多样化,涉及语言水平认证、幼儿教育等,探索区块链平台构建的应用途径与价值。

从应用层面上看,由于学术造假的广泛存在,区块链和教育的融合,重点在数字学历证书认证平台上发力,对学生的学习数据进行永久存储。有些平台亦可通过一定权限的开放,让学校及企业多方共同查验学生知识技能水平与学习经历,实现机构人才招聘需求与应聘者学生能力的高度吻合,简化相应流程,提升用人效率,强化了各教育利益相关方的联系。此外,利用区块链进行学习资源共享、学生信息管理以及学生个性化发展等其他应用的平台也逐渐涌现,通过区块链虚拟代币激励学生学习的创意开始得到关注,如西班牙的Tutellus平台,着重鼓励学生通过学习来赚取学习费用,学的越多,即获得的金额越高。而建立区块链大学这样全面而复杂的应用场景,同样也有学校在进行尝试(具体如表7所示)。

表7国内外“区块链+教育”应用平台构建

(三)典型应用案例

1.哈萨克斯坦——“区块链+幼儿园”平台

在哈萨克斯坦,按照联邦法律和国家服务标准的管理方式,儿童上幼儿园需要排队。此前相关幼儿园的录取流程已数字化,但极其不稳定,面临信息存储错误等问题,影响儿童正常入学,导致教育不公平现象的出现。为此,哈萨克斯坦就区块链应用于幼儿教育等进行了有益探索。

受Booking.com、Uber和Airbnb等服务模式的启发,哈萨克斯坦推出了“区块链+幼儿园”平台,来有效管理幼儿园候补入学名单,改变了以往数字化数据存储系统面临的信息存储错误等困境[48]。从管理层面看,基于去中心化系统的“区块链+幼儿园”管理系统大大优化了候补名单,并使整个流程更加透明,提高了幼儿尽早入学的效率;从家长层面看,区块链技术驱动的数据库,将允许家长根据学校排名评级、教育项目等需求,选择合适的幼儿园,实现对不同需求用户的个性化服务。

2.韩国浦项科技大学等——知识共享平台Engram与投票系统Voting

韩国浦项科技大学与延世大学建立全方位合作模式后,在面向未来的区块链校园联合开发方面取得了进展。浦项科技大学和延世大学决心使用区块链技术消除校园边界,为彼此开设课程、发展联合学位项目和支持联合研究项目铺路。基于此,浦项科技大学推出了基于区块链的知识内容共享系统“Engram”和基于区块链的投票系统“Voting”。由Brains公司基于区块链技术开发的Engram系统[49],它能够共享学生制作的知识内容,对制作高质量内容的制作者进行虚拟货币补偿,即Neuron虚拟币。这样,学生可以使用他们的虚拟货币在学校的餐厅吃饭,或者在校园商店购买文具和日用品等。此外,该系统的设计也能够避免学生传播虚假新闻或信息。

未来,Engram平台系统将成为浦项科技大学与延世大学的共享知识中心。另外,基于区块链的投票系统“Voting”是一个收集选票或调查的平台,它的优势是通过去中心化的方式,存储和共享投票的结果,从而确保透明度和完整性。在这些现有探索的基础上,浦项科技大学计划引入更多基于区块链的平台系统,用于发放与管理学生成绩、证书、公益捐款等。

3.日本索尼公司——“区块链+语言水平认证”项目

日本索尼(Sony)公司在区块链和教育的结合应用方面也走在前列,它与IBM协同创建的区块链技术平台,能够跟进学生的学习进度,保护及验证学生学习记录,便于教师对学生进行个性化指导,以满足学生个性化发展等需要[50]。另外,索尼还和富士通公司以及人类学院公司合作,共同启动了基于区块链技术管理学生语言学习与能力认证的项目[51]。基于高度可靠、不可伪造的课程记录数据,为在日本学习的外国留学生提供各种针对其语言技能的学习途径。

在这个项目中,为了支持留学生获得Nihongo Kentei日语资格,“索尼全球教育”还组织学生参加日本教育发展研究中心提供的“Nihongo Dojo”课程,该课程通过富士通的Fisdom在线课程平台开展。此间,Fisdom课程平台将收集考试成绩、会话能力和学习时间等学习过程数据,并将其储存在区块链上作为电子证书。人类学院作为接受并为留学生提供辅导的教育机构,将通过区块链上的证书数据与学生提交的证书进行核验与比较。基于高度可靠的准确数据,可获取不同学生的语言学习经历,大大提高了日本语言认证的效率与可靠性。

未来,该项目不仅用于管理课程记录与成绩管理,还将通过收集的学习日志和成绩信息,评估学生的学习过程与学习态度。通过这个项目,索尼与富士通将在整个教育领域促进区块链的应用,并致力于面向未来社会,在公司和教育代理机构之外寻求安全、可靠的使用与个人学习相关的数据加密。

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对促进“区块链+教育”发展的一些思考

国内外“区块链+教育”之研究现状、热点分析与发展思考

(一)以“区块链+教育”重构未来教育

区块链具有重构社会的潜力,当然,教育也不例外。一些学者认为,“区块链是生产关系的变革”,能够使知识生产模式、知识存储架构、资源交换服务、知识认证和付费方式等发生变化。“区块链+教育”模式也使得教学、管理和服务,能够适应技术驱动的知识经济时代对教育变革的刚性需求。《中国教育现代化2035》[52]中明确指出,信息化时代的教育变革,需要人才培养模式、规模化教育与个性化培养相结合,从数字教育资源的共建共享、利益分配与知识产权保护、新型教育服务监管与教育治理方式等方面进行改革。区块链技术的独特性,使其能够从数据与学历认证层面,构建个人学习信用库,促进产学结合,实现“专业——职业”的人才培养;从知识与资源交易层面,可打造智能化教育淘宝平台,实现知识产权及其相关利益的保护;从教育生态、学习社区层面,能够实现基于共建共享的高效、安全教育资源库;从去中心化的教育系统层面,能够推动全民参与,实现协同共建的教学服务监管与教育治理模式。

(二)以“区块链+教育”促进教育公平

教育机会可获取性、教育资源的可共享性,影响着教育公平,区块链凭借其分布式、去中心化等特性,在促进教育公平方面发挥着重要的作用。未来打造基于区块链的去中心化教育应用平台,能够实现信息均衡化,使得区块链上的每一“区块”,即每个人都能够共享到整个“链”上的信息,实现知识共建共创共享,从而助力教育公平。同时,区块链透明、不可篡改等特性,使得教育结果与过程真实、可信。而去中心化的教育平台,能够在一定程度上打破教育由学校或教育机构垄断的局面,模糊校园与教室间的边界,实现教育面向全民开放、全民共建、全民共享的一体化发展,解决由“数字鸿沟”所带来的教育不均衡问题。

(三)以“区块链+教育”生态助力智能教育

要进一步构建区块链产业生态,加快区块链和人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术的深度融合,推动集成创新和融合应用。区块链技术与大数据、云计算、5G等智能技术在教育中的应用,并非相互独立,而是融合创新、相辅相成的。区块链必须要与新一代智能技术不断融合并形成技术生态链,以推动未来教育进入基于“智链”的智能化阶段。这种智能教育,从微观层面看,区块链与“教育大数据”相辅相成,两者从技术支撑和数据驱动的角度不断相互促进,共同推动“区块链+教育”的深度融合。从宏观层面看,区块链与人工智能、数字孪生、AR/VR/MR/XR、5G等智能技术和通讯技术的结合,将有助于“区块链+教育”技术生态的形成。不断促进数据与平台之间互通、互信,促进全球教育一体化发展,共同助力开放教育环境下的混合式学习、自适应学习与智适应学习,形成智能教育新场域。

(四)构建“区块链+教育”创新应用场景

区块链技术的发展,正逐渐进入应用场景全面爆发的3.0阶段。当前,区块链技术在教育中的应用场景主要是图书馆与信用体系构建,在于实现版权保护与知识共享、学分认证等。今后几年,在教育部门推进“互联网+教育”应用示范和“人工智能+教育”应用场景的基础上,需要深入挖掘“区块链+教育”的新应用场景,推动在基础教育、高等教育、职业教育、继续教育等领域中的应用,并在在线教学、教学实验、图书馆等教学场景构建具有示范性“区块链+教育”应用典型,如,在开放教育中建立学分互认的应用,MOOC学习身份认证与高质量数字教育资源的有效应用等,在人才培养与专业发展方向构建学生“专业——职业”成长应用,终身学习应用等。

(五)建立健全“区块链+教育”的人才培养体系

一方面,区块链是生产关系的变革,基于区块链技术的人才培养体系的构建,能够促进“专业——职业”的对口发展,对解决行业人才供需失衡,减少教育资源浪费具有重要意义。另一方面,区块链被认为是继蒸汽机、电力、信息和互联网科技之后,最有潜力的第五次技术革命的核心,是国家未来发展的战略性技术。区块链的发展需要大量专业人才,既要懂专业技术,又要懂管理并适应新业态发展。因此,我们要加强人才队伍建设,建立并完善人才培养体系,打造多种形式的高层次人才培养平台,培育一批领军人物和高水平的创新团队。

(六)完善“区块链+教育”相关标准和规范

大到政府、教育行政机构,小到企业、高校以及传统的中小学,都已经认识到区块链在推动教育发展方面的巨大潜力,开展了基于区块链的基础设施、技术架构、应用模式等实践,并产生了一定的成果。但应该看到,基于区块链实践与应用的继续推进,面临缺乏规范性、指导性政策与文件的引领。因此,制定“区块链+教育”相关政策与标准,成为当下的迫切需求。国际标准组织IEEE正制定“区块链垂直行业标准”(P2418,ISO)有三个工作组(基础、安全隐私和身份认证、智能合约及其应用)和三个研究组(用例、治理和互操作),ITU在“SG13/16/17/20”已经开展区块链标准研究。未来,在全球区块链标准建设的推动下,需要从国际和国家层面进一步推动研制“区块链+教育”政策与标准,规范“区块链+教育”产品及相关应用,保证其通用性与科学性;同时,提升国际话语权和规则制定权,使我国在区块链这一新技术领域走在世界前列。

来源:互联网教育国家工程实验室

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