在線教育中區(qū)塊鏈應(yīng)用的動因、困境及路徑分析

王 麗，張志華，季 凱

（南京郵電大學(xué)教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 210023）

0 引言

目前，區(qū)塊鏈獲得了各行各業(yè)研究人員的極大關(guān)注，主要是由于其具有可靠性、可信任性、可追溯性、激勵性等多種特性。物流、醫(yī)療、金融行業(yè)正利用區(qū)塊鏈拓寬相關(guān)業(yè)務(wù)，教育領(lǐng)域也在積極探索區(qū)塊鏈帶來的新機遇。2020年3 月，教育部辦公廳印發(fā)的《2020 年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》中提及落實區(qū)塊鏈等重大戰(zhàn)略的任務(wù)安排，探索區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)生在線學(xué)習(xí)、教師在線授課行為記錄和認(rèn)定等方面的應(yīng)用。同年，工信部發(fā)布的《中國區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展白皮書（2020）》中對區(qū)塊鏈帶來的技術(shù)變革寄予了厚望，認(rèn)為其獨特的技術(shù)支撐體系將會為改善社會治理困境和提升社會治理水平提供新思路。目前，國家一系列政策文本已經(jīng)關(guān)注到區(qū)塊鏈與教育的融合發(fā)展，尤其是如何利用區(qū)塊鏈的特性解決在線教育深度發(fā)展的問題，既具有理論價值也符合實踐需求。

1 相關(guān)研究

目前相關(guān)學(xué)者對在線教育的關(guān)注度很高，研究重點主要為：①在線教育的基本要素，即在線教育系統(tǒng)的主要組成部分。傳統(tǒng)教育強調(diào)的是教師、學(xué)生和教材三大要素，而在線教育的要素更加豐富，形成了教學(xué)者、學(xué)習(xí)者、課程資源和教學(xué)平臺四位一體的結(jié)構(gòu)。例如，彭海蕾［1］研究發(fā)現(xiàn)，在線教育中教師的反饋速度與程度會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度與效果，年齡大的學(xué)生更容易受到教師的影響；②在線教育的階段與環(huán)節(jié)。在線教育主要包括預(yù)先準(zhǔn)備、直接準(zhǔn)備、教學(xué)組織和反饋完善4 個階段，著眼于教、學(xué)、管3 個維度。不同維度有不同的環(huán)節(jié)和重點，管理者關(guān)注平臺建設(shè)、課程管理、教育質(zhì)量等內(nèi)容；教師關(guān)注課程設(shè)計、教學(xué)資源開發(fā)、教學(xué)模式等；而對于學(xué)生來說，知識點的趣味性、課程的激勵機制以及與其他要素的交互性更為重要。例如，吳世勇［2］認(rèn)為在線教育要嵌入到教育生態(tài)系統(tǒng)之中，并提出內(nèi)容嵌入、結(jié)構(gòu)嵌入、評價嵌入與發(fā)展嵌入4種模式；楊雅都等［3］通過闡述建模語言、塊的結(jié)構(gòu)、權(quán)限管理和挖掘規(guī)則等構(gòu)建資源區(qū)塊鏈的基本要素，探討區(qū)塊鏈技術(shù)在在線學(xué)習(xí)資源管理方面的應(yīng)用；③在線教育模式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”背景下的在線教育模式多種多樣，既包括課程模式也包括學(xué)習(xí)模式。從在線教育的發(fā)展脈絡(luò)來看，先后出現(xiàn)了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程、視頻公開課、慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等多種形式，每種形式各具特色，互為補充，滿足學(xué)者多樣化需求。例如，謝貴蘭［4］對慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、微課及微視頻等進(jìn)行了詳細(xì)辨析，突出了不同手段的應(yīng)用價值。

綜上所述，在線教育的研究已經(jīng)取得一定成果，但還存在以下不足：①研究時間局限，多圍繞在線教育發(fā)展的初步階段，未考慮到目前已處于在線教育的深度發(fā)展階段，所面臨的問題更加復(fù)雜；②研究視角較為單一，在線教育的發(fā)展受多重因素影響，需采用綜合思維進(jìn)行分析；③研究多基于微觀層面，宏觀研究稍顯不足。

一些研究已從理論上論證了區(qū)塊鏈應(yīng)用于在線教育的可行性，但受技術(shù)、倫理等限制，在實際應(yīng)用效果方面的研究較少。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)主要用于支持開放教育資源、構(gòu)建在線問答的獎賞機制、建立真實個體學(xué)信記錄等。例如，全立新等［5］為促進(jìn)數(shù)字教育資源更好地流通，設(shè)計了一種開放的、去中心化的資源流通模式?？傮w而言，區(qū)塊鏈應(yīng)用于在線教育仍處于初級階段，未考慮到在線教育深度發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)，這主要是由于區(qū)塊鏈技術(shù)、相關(guān)政策和研究視角尚未展開。為此，本文從宏觀視角把握在線教育深度發(fā)展中存在的問題，探討在線教育中區(qū)塊鏈的作用機制，分析區(qū)塊鏈具體應(yīng)用的挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的優(yōu)化路徑。

2 在線教育深度發(fā)展的特點與問題

2.1 特點

目前，我國在線教育已形成較大規(guī)模，截至2020 年12月，我國在線教育用戶規(guī)模達(dá)3.42 億，占整體網(wǎng)民的34.6%［5］。從在線教育井噴式革命性發(fā)展歷程來看，其呈現(xiàn)出以下3 個特點：①形式多樣。急速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)為在線教育帶來了多樣化在線學(xué)習(xí)資源，資源類型囊括電子期刊、電子教案、電子圖書等，在線資源平臺涵蓋超星學(xué)習(xí)通、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等，課件類型包含基于個體的任務(wù)型、微型課件型、小組合作型等多種形式［6］；②更加包容。在教育對象上更加關(guān)注弱勢群體；在教育定位上，在線教育與學(xué)校教育形成了虛實融合、包容性更強的教育體系；在教育內(nèi)容上，在線課程資源覆蓋面更加廣泛；③充分融合。在線教育利用自身優(yōu)勢與線下教育實現(xiàn)融合式發(fā)展，既能彌補在線教育中交流環(huán)節(jié)的缺失，又可關(guān)注到不同學(xué)習(xí)者的差異性，逐步形成了在線教育與線下教育相互銜接與循環(huán)的教育生態(tài)。

2.2 亟待解決的問題

2.2.1 交互性較弱，教育質(zhì)量難提升

交互水平是衡量在線教育效果的一項重要指標(biāo)。在線教育雖然為學(xué)習(xí)者提供了多樣化教育資源，在一定程度上滿足了其個性化需求，但現(xiàn)有在線教育模式普遍存在教學(xué)交互性較弱的問題。在教學(xué)過程中，基于教育內(nèi)容，借助相關(guān)信息技術(shù)在教師和學(xué)生中展開的相互交流、聯(lián)系、溝通并產(chǎn)生影響的行為活動稱為教學(xué)交互。在線教學(xué)有3種交互類型，即學(xué)習(xí)者與教師、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資料之間的交互［7］。在線教育交互性較弱首先表現(xiàn)在師生互動形式單一，僅靠點名、簽到、提問等方式難以進(jìn)行師生情感交互［8］；其次表現(xiàn)在學(xué)習(xí)者之間的交互上，主要為合作學(xué)習(xí)，通過網(wǎng)絡(luò)開展的合作學(xué)習(xí)可以緩解學(xué)生在現(xiàn)實中交流的緊張情緒，增強其自信心，但自覺性不足、合作學(xué)習(xí)平臺缺乏、互動時效性難以保證等因素制約了學(xué)生之間的互動；最后表現(xiàn)在學(xué)習(xí)者與教學(xué)資源的互動上，大多數(shù)在線教育平臺提供的教學(xué)資源為課堂實錄視頻，形式較為陳舊，缺乏互動性［9］。此外，在線教育平臺對用戶特征的分析不夠準(zhǔn)確，推送的教學(xué)資源并不能很好地滿足學(xué)習(xí)者的需求，部分在線資源網(wǎng)站只能下載內(nèi)容卻不能上傳內(nèi)容，這也制約了學(xué)習(xí)者與教學(xué)資源的有效互動。

2.2.2 普惠性較弱，教育公平難保證

教育公平作為社會公平的重要組成部分，對社會可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。隨著在線開放課程資源的大范圍推廣，教育資源不再局限于學(xué)校的圍墻之內(nèi)，共享資源打破了學(xué)校、地區(qū)甚至是國家之間的教育壁壘，促進(jìn)了教育公平。但在實踐過程中，普惠性的在線教育資源供給不足、質(zhì)量不高、發(fā)展不平衡的問題依然突出，具體表現(xiàn)在：①資源開發(fā)成本過高。在線教育平臺對教育資源的所有權(quán)和使用權(quán)有各自不同的要求，資源生產(chǎn)方議價能力低，使得大多教師不愿意參與課程資源的開發(fā)。資源上傳到平臺后，平臺方對資源的維護(hù)和迭代服務(wù)不足，資源提供方的版權(quán)常被侵害，打擊了資源分享者的積極性；②在線教育資源質(zhì)量良莠不齊［10］。現(xiàn)存在線教育資源包含由國家開發(fā)的免費資源和市場導(dǎo)向的收費資源，兩者準(zhǔn)入門檻不同導(dǎo)致在線教育資源質(zhì)量存在顯著差異，重新筑起教育資源共享的壁壘；③跨平臺、跨區(qū)域的在線資源開發(fā)共享機制尚未形成，使得受教育者由于地域環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件等差異而不能享受到平等的教育機會。在新冠肺炎疫情導(dǎo)致全體學(xué)生在線學(xué)習(xí)的背景下，不同家庭條件的學(xué)生出現(xiàn)了成績差距拉大的現(xiàn)象，尤其是貧困家庭學(xué)生的課程參與度與完成率明顯更低。

2.2.3 過程性較弱，教育評價難信服

在線教育的評價對象包括學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價和教師教學(xué)過程的評價。在常規(guī)線下教育中，教育主管和行政部門可以采取“推門聽課”的形式實現(xiàn)對教師的過程性評價，周考、月考等不同時間段的考試可以及時記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。然而，目前在線教育的過程性評價效果不盡如人意，主要體現(xiàn)在：①評價依據(jù)不充分，留痕成為評價的單一依據(jù)。例如進(jìn)入直播間的時間、退出課堂的時間、學(xué)生在線簽到記錄、教師和學(xué)生同時在線的截圖等成為評價的重要依據(jù)，這種形式的評價數(shù)據(jù)真實性難以保證；②評價內(nèi)容不全面，獲取的過程性數(shù)據(jù)有限且不具有時效性。僅靠教師打分會使評價結(jié)果存在片面性，無法將學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡納入到評價范圍內(nèi)。一些在線教育平臺只是將單一因素作為評價指標(biāo)，例如僅依據(jù)學(xué)生觀看視頻時對屏幕的點擊率或是否回答視頻中的問題進(jìn)行評價［11］；③評價對象不全面。在線教育評價需要關(guān)注過程性記錄，但并不意味著忽視在線學(xué)習(xí)的結(jié)果。參與了在線教育不等于參與了在線學(xué)習(xí)，參與了在線學(xué)習(xí)也不表示每個學(xué)生都學(xué)有所成。因此，在線教育的過程評價既要包含過程性數(shù)據(jù)，也要將學(xué)生的學(xué)習(xí)效果考慮在內(nèi)。例如在線課程如果教的是論文寫作，那么評價自然需要關(guān)注學(xué)生所寫論文的質(zhì)量，提交的論文既能作為學(xué)生參與在線教育的成果證明，也能作為評價學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果的依據(jù)。

2.2.4 規(guī)范性較差，教育治理難推進(jìn)

在線教育治理問題的復(fù)雜性不斷凸顯，主要表現(xiàn)為以下3 個方面：①多元化的教育主體存在缺位。政府、學(xué)校、市場、社會等主體一定程度上存在功能不足與定位偏頗的現(xiàn)象，例如政府關(guān)于在線教育的法律缺失、學(xué)校治理能力有限、教育市場逐利、社會參與度不足等；②資源應(yīng)用與管理缺乏協(xié)同。各地建設(shè)的教育資源庫與服務(wù)平臺相互獨立，同質(zhì)化與低效率問題突出，在線教育資源的應(yīng)用與管理缺乏協(xié)同機制；③監(jiān)管模式相對單一。目前各地主要利用登記備案、建立黑白名單等方式對在線教育機構(gòu)進(jìn)行監(jiān)管，但在線教育機構(gòu)類型不一、資質(zhì)各異且與傳統(tǒng)學(xué)校教育存在一定差異，給監(jiān)管帶來了困難。

3 區(qū)塊鏈驅(qū)動在線教育發(fā)展

3.1 政策保障

目前，歐盟、美國、中國等逐漸意識到區(qū)塊鏈在教育中的巨大作用。各國為規(guī)范區(qū)塊鏈在教育中的具體應(yīng)用，相繼制定了相關(guān)政策與條款，具體如表1 所示。

Table 1 Policies on the application of blockchain in education at home and abroad表1 國內(nèi)外關(guān)于區(qū)塊鏈在教育中應(yīng)用的政策

3.2 作用機制

目前區(qū)塊鏈已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，主要歸因于其4 個突出特點：①安全可靠。區(qū)塊鏈由多個節(jié)點組成，每個節(jié)點都會對交易信息進(jìn)行備份，一個節(jié)點甚至多個節(jié)點出現(xiàn)故障不會影響整個系統(tǒng)運行，數(shù)據(jù)的安全性和可靠性得以保障［12］。例如在線教育平臺的某個專區(qū)需要調(diào)整維護(hù)時不必暫停整個平臺，而只需要對出現(xiàn)問題的專區(qū)進(jìn)行維護(hù)，其他部分可照常使用；②高度信任。區(qū)塊鏈由多個主體共同參與、共同維護(hù)，點對點的傳輸確保各個主體可以直接交流，不存在中介組織，主體間達(dá)成共識使得系統(tǒng)內(nèi)的任何參與人員需根據(jù)規(guī)定完成相應(yīng)任務(wù)，每一步操作都清晰可見、公開透明［13］。例如區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于學(xué)歷信息存儲時可避免隨意篡改信息的現(xiàn)象發(fā)生；③可追溯。基于區(qū)塊鏈的時序不可逆、數(shù)據(jù)不可纂改等技術(shù)特性，按照時間順序進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，每一個時間節(jié)點都可以驗證、定位和回溯，鏈條上的任何操作都有跡可循；④激勵機制。激勵機制是實現(xiàn)區(qū)塊鏈上多個節(jié)點共同維護(hù)的動力，通過賦予各個節(jié)點參與權(quán)、決策權(quán)以及監(jiān)督權(quán)激活主體參與的積極性［14］。例如教師可以使用虛擬學(xué)習(xí)幣對學(xué)生進(jìn)行獎勵。綜上所述，將上述區(qū)塊鏈的特性應(yīng)用于在線教育中可促進(jìn)其深度發(fā)展，以下詳細(xì)介紹其作用機制。

3.2.1 點對點傳輸增強在線教育交互性和激勵作用，提升教育質(zhì)量

區(qū)塊鏈公開透明、安全可靠的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和點對點的傳輸模式可以重構(gòu)在線教育的互動模式，提升師生參與互動的積極性。首先，將點對點傳輸?shù)募皶r性與激勵機制相結(jié)合，使師生在完成某項任務(wù)時立即得到獎勵，以此激發(fā)其學(xué)習(xí)動力。例如Educhain 區(qū)塊鏈平臺打造了虛擬數(shù)字貨幣作為師生每完成一個任務(wù)或項目時的獎勵，學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)即可獲得數(shù)字貨幣，教師上傳教案課件也可獲得獎勵，虛擬的數(shù)字貨幣吸引更多教師和學(xué)生參與到在線課程、創(chuàng)新項目、實踐活動的討論分享之中，以此激勵師生間產(chǎn)生更加有效的互動［15］；其次，點對點傳輸?shù)哪涿允箤W(xué)生之間可自由討論，無需關(guān)注對方的身份地位，減少因顧及對方身份而不敢提出質(zhì)疑的憂慮，使得交互更加順暢；再次，利用點對點傳輸?shù)木珳?zhǔn)性可使教育者和學(xué)習(xí)者突破物理空間限制進(jìn)行直接溝通對話，在線教育平臺也可有針對性地向?qū)W習(xí)者推送在線學(xué)習(xí)資源；最后，點對點傳輸能提升在線教育資源更新速度，使學(xué)習(xí)者能通過社區(qū)討論以及游戲互動等方式更高效地與教育資源產(chǎn)生互動，使其主動參與到教育資源的學(xué)習(xí)、共享、傳播過程中，進(jìn)而形成良性循環(huán)，提升教育質(zhì)量。

3.2.2 智能合約技術(shù)促進(jìn)在線教育資源共享，保障教育公平

智能合約是以數(shù)字形式構(gòu)建的特殊協(xié)議，只有滿足協(xié)議中的規(guī)定條件才能產(chǎn)生結(jié)果，進(jìn)而提供、驗證以及執(zhí)行合約。在線教育通過智能合約可以在學(xué)習(xí)者、教育者、資源平臺間建立一個自動執(zhí)行、身份驗證、數(shù)據(jù)共享的循環(huán)系統(tǒng)。一方面，智能合約可以為在線教育資源的供給提供動力。以往在線教育平臺中涉及金融方面的業(yè)務(wù)需要人工執(zhí)行，利用智能合約則可以實現(xiàn)計算機自動執(zhí)行，為在線教育平臺節(jié)約了一大筆人工費，資源的開發(fā)成本也會降低，從而使得在線教育平臺更有意愿開發(fā)新的教育資源；另一方面，通過加密手段處理的在線教育資源是無法隨意復(fù)制的，只有擁有相應(yīng)密鑰或建立智能合約的用戶才能獲取相關(guān)資源，這在很大程度上保護(hù)了資源提供者的知識產(chǎn)權(quán)，資源提供者可以充分信任平臺，更加愿意上傳資源，以此形成提供在線教育資源的合力。此外，通過智能合約共同見證、記錄資源的使用情況，改變原有以單一主體為中心的系統(tǒng)模式，可避免相關(guān)平臺的封閉和壟斷，減少資源提供方的業(yè)務(wù)顧慮，提升資源擁有者共享優(yōu)質(zhì)教育資源的意愿。綜上所述，可以利用智能合約技術(shù)整合教育資源，使學(xué)生通過更少的成本享受更好的教育，使更多教育對象獲益，保障教育公平。

3.2.3 可追溯性技術(shù)保障在線學(xué)習(xí)認(rèn)證的安全性，提升教育評價信任度

區(qū)塊鏈的可追溯特性為在線教育評價構(gòu)建了一種全新的技術(shù)基礎(chǔ)和實踐模式。由于區(qū)塊鏈儲存數(shù)據(jù)的原則是順時記錄，所有上鏈數(shù)據(jù)都可以被追溯，每一塊都涵蓋了系統(tǒng)的所有信息，信息可以交叉驗證，從而保障了區(qū)塊鏈中所有信息的真實性［16］。首先，可追溯性保證了在線教育數(shù)據(jù)的真實性，每個節(jié)點的處理過程都會被其他節(jié)點見證，減小了篡改信息、謊報信息的風(fēng)險，使得鏈條上的數(shù)據(jù)更具真實性。例如，可將學(xué)生學(xué)籍、學(xué)習(xí)成績、個人檔案以及不同學(xué)習(xí)階段獲得的各類獎狀、學(xué)歷學(xué)位證書等上鏈，打造真實可信的教育認(rèn)證系統(tǒng)，形成共享有序的個人網(wǎng)絡(luò)學(xué)籍，該網(wǎng)絡(luò)信息可被信息需求方驗證；其次，可追溯性技術(shù)保證了評價數(shù)據(jù)的可靠性，較好地避免了在誠信度低、監(jiān)管水平弱的環(huán)境中學(xué)生數(shù)據(jù)造假等行為的發(fā)生，從源頭和過程保證數(shù)據(jù)的可靠性；最后，可追溯性技術(shù)有助于教師在在線教育過程中隨時記錄學(xué)生表現(xiàn)并及時提交至云端，方便相關(guān)人員及時查看評價信息并參與到對學(xué)生學(xué)習(xí)成效的評價中，從而提升公眾對于教育評價的信任度。其具體流程如圖1 所示。

3.2.4 分布式存儲方式完整記錄教育數(shù)據(jù)，推進(jìn)教育治理

Fig.1 Track record of online learning based on blockchain technology圖1 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的在線學(xué)習(xí)記錄

自黨的十八屆三中全會提出推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化以來，如何實現(xiàn)教育治理現(xiàn)代化引起了學(xué)界的高度關(guān)注和熱烈討論。多元主體參與在線教育決策、監(jiān)督與評價是教育治理體系現(xiàn)代化的重要特征。首先，區(qū)塊鏈分布式存儲技術(shù)可以將政府機關(guān)、學(xué)校、社會組織以及個體有效納入共同治理的過程中，通過建立統(tǒng)一信息化管理平臺，實現(xiàn)在線教育治理主體多元化，同時通過法律明確不同主體的權(quán)責(zé)，賦予教育治理主體的行動權(quán)力；其次，分布式存儲可對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分類處理，并按照功能類別分別由專門空間儲存，以避免由于資源庫相互獨立且同質(zhì)化給數(shù)據(jù)檢索帶來的麻煩，以便快速找到教育治理所需信息，降低管理成本；最后，分布式數(shù)據(jù)存儲方式可使治理過程、監(jiān)督與評價結(jié)果可追蹤、可信賴，區(qū)塊鏈各節(jié)點地位平等的特性使得傳統(tǒng)教育治理中政府單一的治理思維得以打破，多元主體的價值得以體現(xiàn)。各個在線教育主體各司其職，每個主體的思想能夠真實表達(dá)且被廣泛傾聽，給教育治理提供了一個有序、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。

4 在線教育中應(yīng)用區(qū)塊鏈的實踐困境

4.1 現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫與區(qū)塊鏈兼容問題

區(qū)塊鏈在在線教育中的應(yīng)用在一定程度上解決了在線教育資源共享、用戶數(shù)據(jù)安全、多元主體相互信任的問題。然而，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)和結(jié)構(gòu)形態(tài)也在不斷更新升級，文件存儲格式的兼容性隨之發(fā)生變化［17］。目前，我國已有許多類型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如學(xué)生學(xué)籍管理系統(tǒng)、教師管理系統(tǒng)、各個層級的教育管理系統(tǒng)等，國家級數(shù)據(jù)庫、省級數(shù)據(jù)庫以及各個學(xué)校的數(shù)據(jù)庫也廣泛存在。這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能各不相同，將其與區(qū)塊鏈兼容是極大挑戰(zhàn)。具體而言，國家級數(shù)據(jù)庫的各項性能優(yōu)于校級數(shù)據(jù)庫，在進(jìn)行數(shù)據(jù)共享時兩者的接口不同，會給數(shù)據(jù)交互帶來不便，一定程度上改變原有數(shù)據(jù)的存儲形式，造成數(shù)據(jù)資源的缺失或損壞，影響在線教育資源共享的效率。此外，區(qū)塊鏈作為新興技術(shù)還存在穩(wěn)定性不明確的問題，在與數(shù)據(jù)庫兼容時可能出現(xiàn)其他技術(shù)性問題。

4.2 分布式存儲與數(shù)據(jù)擴(kuò)展問題

在線教育包含海量教育信息，如何有效對海量信息進(jìn)行儲存是亟需解決的問題。海量數(shù)據(jù)存儲要求資源系統(tǒng)具有高擴(kuò)展性，然而利用區(qū)塊鏈雖然可對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類儲存但在處理海量數(shù)據(jù)時仍需優(yōu)化。區(qū)塊鏈采用的是在鏈上進(jìn)行累加的數(shù)據(jù)存儲方式，每個存儲的節(jié)點并沒有上限，任意節(jié)點都需要對交易數(shù)據(jù)進(jìn)行全量計算和存儲，這對各節(jié)點的存儲容量和數(shù)據(jù)遷移能力要求較高［18］。在進(jìn)行在線教育時，各種與學(xué)生、教師相關(guān)的數(shù)據(jù)將大量產(chǎn)生，導(dǎo)致每個節(jié)點上都承載了海量數(shù)據(jù)，一旦某個節(jié)點的存儲空間被占滿就無法向資源庫添加新的資源。每個節(jié)點上各類數(shù)據(jù)存儲得越來越多，一方面使得數(shù)據(jù)存儲空間受限，學(xué)生、教師、教育機構(gòu)等上傳更新數(shù)據(jù)受到影響，同時也不利于數(shù)據(jù)資源類型豐富；另一方面，數(shù)據(jù)傳播速率將會降低，數(shù)據(jù)獲取時效性難以保證，使得資源利用率下降。

4.3 去中心化與主體監(jiān)管問題

若要保證教育領(lǐng)域中教育主權(quán)、教育安全和教育公平等目標(biāo)的實現(xiàn)，需明確教育中各個主體的監(jiān)管責(zé)任，而區(qū)塊鏈分布式結(jié)構(gòu)中不同節(jié)點是平等關(guān)系，權(quán)責(zé)界限難以平等劃分。因此，區(qū)塊鏈的去中心化特征使得傳統(tǒng)教育管理機構(gòu)職責(zé)淡化，學(xué)生數(shù)據(jù)管理等工作也相對弱化。同時，由于不具備中心化的特性，所有數(shù)據(jù)都是分布式存儲，會造成教育數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)模糊不清。目前學(xué)校在線教育中的數(shù)據(jù)一般由教育處專門保管，而區(qū)塊鏈應(yīng)用于在線教育會逐漸淡化實體教育管理部門職責(zé)，使得教育數(shù)據(jù)的存儲逐漸虛擬化。此外，這些虛擬數(shù)據(jù)的歸屬權(quán)、使用權(quán)以及利用數(shù)據(jù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益等歸屬問題將加大監(jiān)管難度。

4.4 公開透明與安全隱私問題

在利用區(qū)塊鏈記錄教育數(shù)據(jù)時，為了保證教育數(shù)據(jù)可以被不同主體追溯和驗證，區(qū)塊鏈中的所有教育數(shù)據(jù)必須公開透明地展現(xiàn)給所有節(jié)點，但各個節(jié)點的性能參差不齊，顯著增加了隱私泄露風(fēng)險。區(qū)塊鏈應(yīng)用于在線教育帶來的隱私泄露風(fēng)險主要來自以下兩個方面：一是在線教育的節(jié)點通常為學(xué)習(xí)者的個人電腦，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的專用服務(wù)器相比抗攻擊能力較弱［19］。以往的中心化結(jié)構(gòu)中，管理者只需重點保護(hù)幾個關(guān)鍵節(jié)點，而區(qū)塊鏈中各個節(jié)點地位平等，對所有節(jié)點都采取保護(hù)措施難度較大，攻擊者有機會找到薄弱環(huán)節(jié)竊取用戶信息；二是區(qū)塊鏈的各個節(jié)點具有關(guān)聯(lián)性，使得攻擊者可以利用這種關(guān)聯(lián)性找出相關(guān)敏感信息。雖然理論上只有超過51%的節(jié)點用戶同時遭到不法分子的惡意攻擊時存儲數(shù)據(jù)才有可能被泄露或篡改［20］，但隨著信息技術(shù)的發(fā)展，沒有人能確保攻擊者不會突破節(jié)點限制竊取用戶隱私信息。

5 在線教育中區(qū)塊鏈的應(yīng)用路徑分析

5.1 優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，促進(jìn)在線教育資源共享與管理效能提升

區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改等特性促進(jìn)了存儲方式的變革，但區(qū)塊鏈存儲并不能完全解決海量數(shù)據(jù)的存儲問題，還需與新技術(shù)結(jié)合，共同促進(jìn)在線教育資源共享。一方面，若想突破區(qū)塊鏈各個節(jié)點存儲容量和性能給數(shù)據(jù)存儲帶來的困境，需將區(qū)塊鏈與云存儲相結(jié)合，利用激勵機制使各個節(jié)點參與云存儲服務(wù)，提高數(shù)據(jù)存儲空間利用率；另一方面，為解決區(qū)塊鏈節(jié)點存儲性能帶來的安全問題，建議借助相關(guān)算法分析容易遭受惡意攻擊的節(jié)點及其概率，并計算每個分片中的區(qū)塊數(shù)量，對節(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)存儲，每個節(jié)點只需存儲一部分?jǐn)?shù)據(jù)，保證安全性。同時，利用糾刪碼技術(shù)改善區(qū)塊鏈存儲性能，其容錯能力可有效保障存儲在節(jié)點中數(shù)據(jù)的可用性，也可將新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分布存儲以減少存儲開銷。數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的優(yōu)化升級能使海量優(yōu)質(zhì)教育資源于云端共享，而對數(shù)據(jù)的切片化處理則有利于相關(guān)部門有針對性地進(jìn)行管理，從而提升管理效能。

5.2 優(yōu)化信息記載模式，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率和自主性提升

許多學(xué)習(xí)者面對海量學(xué)習(xí)資源卻依然找不到適合自己的資源，這是受到在線教育平臺信息記載模式的影響。雖然資源平臺眾多但查詢檢索功能相對單一，優(yōu)化信息記載模式對于提升學(xué)生學(xué)習(xí)自主性具有重要意義。首先，區(qū)塊鏈存儲是一種寫密集型高于讀密集型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其查詢效率較低，可通過外聯(lián)數(shù)據(jù)庫的方法擴(kuò)展系統(tǒng)的查詢功能，通過內(nèi)置索引的方法提升檢索速率；其次，針對檢索效率較低、查詢數(shù)據(jù)語義信息較少的問題，可利用ETL（Extract-Transform-Load）流程，即數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)化和加載流程優(yōu)化區(qū)塊鏈查詢功能。首先將查詢的數(shù)據(jù)提取到相應(yīng)模塊；然后對提取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行兼容性處理，利用其多樣化的基礎(chǔ)查詢接口滿足學(xué)習(xí)者的查詢需求；最后著力研究可編輯區(qū)塊鏈技術(shù)，在保證區(qū)塊鏈上教育信息安全的同時實現(xiàn)部分內(nèi)容可編輯、可修改，增強區(qū)塊鏈記載的靈活性。在線教育資源數(shù)量龐大，在保證節(jié)點記載容量的前提下，記錄新的教育信息并刪除不重要信息十分必要。然而基于區(qū)塊鏈的不可篡改性，上鏈的教育信息修改難度較大，需要從區(qū)塊鏈本身架構(gòu)入手嘗試研發(fā)可編輯的區(qū)塊鏈，以進(jìn)一步優(yōu)化基于區(qū)塊鏈的在線教育信息記載模式，給學(xué)生提供更加靈活的在線學(xué)習(xí)記載體系。

5.3 優(yōu)化安全認(rèn)證技術(shù)，促進(jìn)在線學(xué)習(xí)結(jié)果有效性提升

在線教育的身份認(rèn)證和學(xué)習(xí)成果認(rèn)證是在線學(xué)習(xí)結(jié)果的重要保障機制。慕課是在線學(xué)習(xí)的重要形式，但其在身份認(rèn)證上出現(xiàn)的冒名頂替問題制約著其進(jìn)一步發(fā)展。學(xué)習(xí)成果認(rèn)證是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的動力，區(qū)塊鏈在優(yōu)化身份認(rèn)證和學(xué)習(xí)成果認(rèn)證上大有作為。一方面，將區(qū)塊鏈與常用的雙因子模糊認(rèn)證和人臉識別相結(jié)合，既保證學(xué)習(xí)者身份的真實性又可避免身份信息在驗證時泄露。這是由于區(qū)塊鏈的去中心化結(jié)構(gòu)可避免中心化數(shù)據(jù)庫泄露身份信息，共識機制使得在線學(xué)習(xí)賬戶一經(jīng)本人注冊其他人便無法更改或注銷；另一方面，利用區(qū)塊鏈將課程質(zhì)量融入到在線學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證之中，使課程質(zhì)量與在線教育互相驗證，增強在線學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的可靠性。此外，區(qū)塊鏈鼓勵多元主體加入到對學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證之中，在線教育機構(gòu)、學(xué)生、教師相互對話交流，共建安全可靠的認(rèn)證體系。

5.4 優(yōu)化點對點傳輸方式，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源配置和教育公平

點對點傳輸網(wǎng)絡(luò)使得每個節(jié)點擁有雙重身份，主體既是資源的提供者也是使用者。該網(wǎng)絡(luò)有效解決了信息不對稱和網(wǎng)絡(luò)信任問題，但由于沒有中心節(jié)點對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管制和篩選會產(chǎn)生冗余信息，傳輸效率就會變低，主體間的交流也會受阻。為此，首先需要提高基礎(chǔ)設(shè)施的支持能力，進(jìn)一步擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，研發(fā)更加優(yōu)質(zhì)的傳輸介質(zhì)，推進(jìn)5G 等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，縮小不同學(xué)校和不同群體之間的數(shù)字鴻溝，從硬件上保障傳輸效率；其次要建立嚴(yán)格的信息傳輸規(guī)范，科學(xué)合理地規(guī)劃、布局和建設(shè)數(shù)據(jù)中心，明確各信息主體責(zé)任，構(gòu)建“政府引導(dǎo)、社會參與、用戶選用”的應(yīng)用服務(wù)供給機制。引導(dǎo)各個主體合作，共同維護(hù)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)環(huán)境，使優(yōu)質(zhì)教育資源得以共享；最后要提升網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全保障能力，相關(guān)部門、行業(yè)協(xié)會要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立供應(yīng)鏈安全管理體系，定期檢測并預(yù)警通報，提升網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知能力，全面加強數(shù)據(jù)安全保障。

6 結(jié)語

區(qū)塊鏈的快速發(fā)展與滲透賦予了在線教育新的活力。智能合約技術(shù)促進(jìn)在線教育資源共享以促進(jìn)教育公平，點對點傳輸增強在線教育交互性以提升教育質(zhì)量，可追溯性技術(shù)保障在線學(xué)習(xí)認(rèn)證的安全性以提升教育評價信任度，分布式數(shù)據(jù)存儲方式完整記錄教育數(shù)據(jù)以推進(jìn)教育治理。然而目前區(qū)塊鏈在在線教育中的應(yīng)用尚不成熟，需要優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲、信息記載、安全認(rèn)證、點對點的傳輸方式，以推進(jìn)在線教育朝著更高層次邁進(jìn)。區(qū)塊鏈雖然促進(jìn)了在線教育的發(fā)展，但在與在線教育深度融合時還存在數(shù)據(jù)庫與區(qū)塊鏈兼容性、分布式存儲與數(shù)據(jù)擴(kuò)展、去中心化與主體監(jiān)管、透明性與隱私權(quán)保護(hù)等問題，尚待進(jìn)一步探究。