基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

劉爽　楊偉杰

摘? 要：對高校學(xué)生第二課堂進行管理和記錄對高校思想政治工作者有重要意義。高校迫切需要利用技術(shù)手段來確保學(xué)生參加第二課堂教育活動的真實性、完整性和安全性。傳統(tǒng)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)主要采用將數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫的中心化存儲結(jié)構(gòu)，區(qū)塊鏈具有低成本、去中心化、數(shù)據(jù)安全性高等特點，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于高校第二課堂工作的管理中，實現(xiàn)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大學(xué)生第二課堂成績的管理，利用區(qū)塊鏈的特征可以確保數(shù)據(jù)的真實性和有效性，傳統(tǒng)的“第二課堂成績單”融入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后得到優(yōu)化升級。此外，區(qū)塊鏈的一個最重要特點就是去中心化，使得學(xué)生的第二課堂成績信息得到透明、監(jiān)督，提高了數(shù)據(jù)信息的公信力，也保障了第二課堂成績系統(tǒng)的開放性不被破壞。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;第二課堂;去中心化;公信力;開放性

中圖分類號：G712? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）10-0040-02

當(dāng)前，全球科技創(chuàng)新空前活躍，人工智能、量子信息、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等高新信息技術(shù)得到快速突破。區(qū)塊鏈技術(shù)在國內(nèi)外都取得了良好的發(fā)展成果，更有效推動了我國的新興技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的革命，對我國數(shù)字經(jīng)濟與社會的發(fā)展起到了良好的推動作用。區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其分布式、安全性、可靠性與數(shù)據(jù)完整性等特征，得到了廣泛關(guān)注。從現(xiàn)有研究來看，“區(qū)塊鏈+教育”的應(yīng)用與發(fā)展呈現(xiàn)穩(wěn)步增長、多點關(guān)聯(lián)的趨勢，逐漸從理論探索轉(zhuǎn)向?qū)嵺`驗證，并不斷走向精細化、具體化。當(dāng)前，國內(nèi)外“區(qū)塊鏈+教育”的研究熱點，主要聚焦在學(xué)分認證、證書管理、數(shù)字教育資源、學(xué)習(xí)者能力與學(xué)習(xí)成果管理等方面。為了讓“區(qū)塊鏈+教育”能夠有效助力重構(gòu)未來教育，促進教育公平與智能教育生態(tài)，其今后發(fā)展應(yīng)重點關(guān)注創(chuàng)新教育應(yīng)用場景，建立健全人才培養(yǎng)體系，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。

一、區(qū)塊鏈技術(shù)的原理

關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)的概念，區(qū)塊鏈屬于新型應(yīng)用模式的范疇，將多樣化的計算機技術(shù)包含進來，比如：分布式數(shù)據(jù)存儲共識機制等。在區(qū)塊鏈中，數(shù)據(jù)塊的生成以密碼學(xué)方法為基礎(chǔ)，在所有數(shù)據(jù)塊中，將幾分鐘之前各個比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的信息內(nèi)容包含進來，這樣可以對有關(guān)信息作出檢驗與認證，并促進下一區(qū)塊的形成。屬于比特幣的最底層的技術(shù)，就好像一個數(shù)據(jù)庫的賬本，記載了所有的交易記錄 [1]。區(qū)塊鏈技術(shù)可以對各方的信任關(guān)系作出建設(shè)。廣義定義就是利用加密鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)可以對數(shù)據(jù)信息作出檢驗與保存，通過分布式節(jié)點共識算法，有助于數(shù)據(jù)的形成與優(yōu)化，通過腳本代碼，能夠開展數(shù)據(jù)信息的利用活動，屬于去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)和分布式計算范式。狹義定義就是以時間為依據(jù)，運用鏈條的形式，將數(shù)據(jù)區(qū)塊建設(shè)成為特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過密碼學(xué)的有關(guān)知識內(nèi)容，保障去中心化共享賬戶，杜絕更改與偽造問題的出現(xiàn)。

區(qū)塊鏈屬于分布式共享記賬技術(shù)的范疇，其主要幫助各個參與方技術(shù)信任關(guān)系的生成。在區(qū)塊鏈中，其主要包含區(qū)塊鏈底層技術(shù)與區(qū)塊鏈上層應(yīng)用兩個層面，其中，區(qū)塊鏈上層應(yīng)用以有關(guān)創(chuàng)新為基礎(chǔ)。促使各方數(shù)據(jù)信用建設(shè)工作的順利完成是區(qū)塊鏈最重要的價值。

二、構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)的意義

教育部于2020年4月印發(fā)了《高等學(xué)校區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新行動計劃》（教科技函〔2020〕17號），全面規(guī)劃部署了高等學(xué)校區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展要務(wù)，區(qū)塊鏈技術(shù)示范應(yīng)用行動之一就是基于區(qū)塊鏈的教育管理與服務(wù)協(xié)同平臺研究與應(yīng)用。因此，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)的研究完全符合國家發(fā)展規(guī)劃。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)目前在國內(nèi)比較少見，傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集困難、系統(tǒng)維護成本較高、數(shù)據(jù)較容易遭受篡改，傳統(tǒng)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)在學(xué)生心目中威信不高。利用以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)，可以促使傳統(tǒng)信息處理系統(tǒng)中的安全問題得到解決，不僅可以幫助學(xué)生參與到具體的監(jiān)管與維護活動中來，而且還可以促使學(xué)生數(shù)據(jù)信息的安全性得到保證，提升數(shù)據(jù)信息的透明化程度，以此敦促學(xué)生自己對自己的行為負責(zé)，提高學(xué)生的參與度 [3]。從而實現(xiàn)思政工作質(zhì)量的提升，增強其公平性與公開性，強化學(xué)生的思政素養(yǎng)，推動學(xué)生的全面發(fā)展， 對學(xué)校學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)起到支撐作用。

三、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

大學(xué)生第二課堂育人體系應(yīng)當(dāng)對第一課堂的工作體系作出參考，并與共青團的工作內(nèi)容、運行方式等工作緊密聯(lián)系起來，整體設(shè)計出大學(xué)生在第一課堂時間以外的文化活動，包括文化娛樂、技能訓(xùn)練、科技創(chuàng)新、社會實踐、志愿服務(wù)等，并對大學(xué)生參加第二課堂進行評價，形成“第二課堂成績單”。在第二課堂的管理中，學(xué)分信息、活動信息、活動考勤、活動評價結(jié)果等內(nèi)容開放，但是第二課堂記錄體系缺乏系統(tǒng)性，信息的透明化程度亟須提升，導(dǎo)致信任危機的出現(xiàn)。在大力開展第二課堂活動的過程中，高校也應(yīng)當(dāng)提升對學(xué)分信息的關(guān)注度，促使企業(yè)變得更加公開、透明，這就要求高校在開展學(xué)生管理工作時，應(yīng)當(dāng)重視第二課堂成績管理系統(tǒng)的建設(shè)工作，在確保安全的基礎(chǔ)上，全面公開有關(guān)信息內(nèi)容 [3]。

高校學(xué)生第二課堂的管理和記錄對高校思想政治工作者有重要意義，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人們迫切需要以技術(shù)手段來確保學(xué)生參加第二課堂教育活動的真實性、完整性和安全性，目前針對學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)主要采用將數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫的中心化存儲結(jié)構(gòu)，這種中心化結(jié)構(gòu)具有諸多安全問題：1. 系統(tǒng)健壯性不夠高;2. 數(shù)據(jù)容易被篡改;3. 數(shù)據(jù)采集和維護成本較高 [4]。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，其諸多優(yōu)點，如：低成本、去中心化;通過技術(shù)手段確保數(shù)據(jù)安全性等被人們所關(guān)注，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以為高校學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)給出詳細設(shè)計方案，該系統(tǒng)可以利用區(qū)塊鏈的特征來確保數(shù)據(jù)的真實性和有效性，為解決傳統(tǒng)信息系統(tǒng)存在的安全問題提供有價值參考。

數(shù)據(jù)安全與隱私保護是區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的核心問題。高?？梢葬槍?shù)據(jù)訪問、共享、存儲、計算中的安全與隱私保護問題，開展區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)邊界保護和精準(zhǔn)訪問控制機制研究，實現(xiàn)細粒度權(quán)限的可追溯、可驗證、可審計等特性;融合區(qū)塊鏈與安全多方計算等，開展區(qū)塊鏈多方數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和安全共享技術(shù)研究;開展鏈內(nèi)輕量級臨時可信操作環(huán)境構(gòu)建和安全解構(gòu)研究，實現(xiàn)新型應(yīng)用驅(qū)動的可信計算;開展可監(jiān)管的隱私保護技術(shù)研究，綜合利用多種密碼學(xué)技術(shù)實現(xiàn)用戶隱私保護。

在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)里，學(xué)生注冊需輸入學(xué)生姓名、學(xué)號、身份證號、所在學(xué)院和班級信息，并形成公私鑰，為學(xué)生合法性的驗證活動創(chuàng)造便捷條件，在注冊之后，學(xué)校就會收到所提交的虛擬資產(chǎn) [5]。教師注冊的過程與學(xué)生類似。

區(qū)塊鏈記錄的是數(shù)字賬本， 以稱作區(qū)塊的塊狀數(shù)據(jù)排列，這些區(qū)塊隨后通過被稱為哈希函數(shù)的加密驗證相互鏈接，這些區(qū)塊連在一起形成一個連續(xù)的鏈，這種類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對加密等有用的原因是去中心化，去中心化意味著鏈中的記錄不存儲在任何單一位置， 這些記錄每個人都可以訪問， 每個學(xué)生都可以訪問，并且任何一方都不可以改變。為了更好地保護廣大學(xué)生的隱私，班級將會控制各項操作與信息，在區(qū)塊鏈中，倘若學(xué)生需要輸入信息內(nèi)容，則需將信息提交給系統(tǒng)，通過審批才能將所寫內(nèi)容寫入?yún)^(qū)塊鏈中。同樣，老師也可將信息寫入，但是老師可以操作本班的全部同學(xué)信息。

區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)架構(gòu)主要包含數(shù)據(jù)層、共識層、合約層、應(yīng)用層等六個層面。每層分別完成一項核心功能，并運用了一些技術(shù)來保證整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)的正常運作，各層之間互相配合互相支撐，實現(xiàn)去中心化的信任機制，這也是區(qū)塊鏈的魅力所在?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生第二課堂管理系統(tǒng)，主要可劃分成兩層，即：交互層和區(qū)塊鏈層，在應(yīng)用層中，利用Web界面，可將各個操作按鈕與信息呈現(xiàn)出來，這樣就可以交換學(xué)生和區(qū)塊鏈間的數(shù)據(jù)信息，并封裝學(xué)生寫入信息，之后，向所有節(jié)點提交校驗，并在區(qū)塊鏈完成保存活動，其中，校驗活動需要取得50%學(xué)生的許可個節(jié)點校驗。

四、結(jié)語

我國教育的信息化建設(shè)離不開戰(zhàn)略性的計算機前沿技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)變革中發(fā)揮了重要作用。本文將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于高?！暗诙n堂成績單”中，實現(xiàn)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大學(xué)生第二課堂成績的管理，使傳統(tǒng)的“第二課堂成績單”融入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)后得到優(yōu)化升級，區(qū)塊鏈的一個最重要特點就是去中心化，使得學(xué)生的第二課堂成績信息得到透明、監(jiān)督，從而提高了數(shù)據(jù)信息的公信力，也保障了第二課堂成績系統(tǒng)的開放性不被破壞。區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力，有助于打造更加開放和更具公信力的教育系統(tǒng)。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯：向志莉）