联盟链技术在职业教育产教融合中的应用研究

    袁帅 冯明卿 王晓燕 张国锋 王涵

    

    

    

    摘 要：为解决高等职业教育中优质教育资源不足，培养模式不灵活，校企合作不够深入等问题，提出应用区块链技术中心化、集体维护、高度透明、安全可信、可溯源等特征，构建高职教育产教深度融合信息平台架构。本文利用区块链中联盟区块链的部分集中化控制、运营成本低、数据存储传输安全性高、可拓展性强、信息处理速度快等优点，更适合于高职教育产教融合信息平台架构搭建。本项目预计解决了高等职业教育中校企深度融合，企业学校学分互证，学生实践技能提升，教师职业技能提升，优质资源获取，协同创新问题。

    关键词：区块链;联盟链;职业教育;产教融合

    目前国家严重缺少技术性人才，再加上经济发展迅速，急需技术人才，国家对于此状况，开始大力推广职业教育。2019年全国两会，政府工作报告中提出：“全国高职院校扩招100万人。”2020年全国两会，政府工作报告中提出：“今明两年职业技能培训3500万人次以上，高职院校扩招200万人。”在技能人才的大规模需求，职业教育的高速发展的背景下，更需要开拓校企合作的人才培养机制，把产业与教学密切结合。国家出台政策鼓励深化产教融合：2017年，国务院《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》出台，指出要深化职业教育改革;2019年10月，国家发改委等6部印发《国家产教融合建设试点实施方案》，明确建立产教融合型企业制度和组合式激励政策体系[6]。

    国家对高等职业教育的高度重视，但高等职业院校的大规模扩招和高等职业教育发展中也面临着一系列问题：优质教育资源不足;培养模式不灵活;校企合作不够深入;技能学分认证困难;科研转化难，创新研究不足。本项目研究利用区块链技术，解决高等职业教育中的以上问题。

    1 区块链技术

    区块链是一种基于非对称加密算法的分布式基础架构与计算范式，其去中心化、集体维护、高度透明、安全可信、可溯源等五大重要特征，使区块链在金融，医疗，版权等行业或领域得到了不同程度的应用。我国对区块链技术也极为重视，2016年底我国发布了《“十三五”国家信息化规划》，将区块链作为“战略性前沿技术”;2017年8月国务院发文推动开展基于人工智能、大数据、区块链等高新技术的试点应用。

    2 区块链技术在教育中的应用

    国内外区块链在教育领域有很多应用，例如：2018年3月英国建立第一所基于区块链无实体校园的伍尔夫大学;2017年麻省理工学院项毕业生颁发区块链数字证书;史强提出区块链专业人才培养，区块链与智慧校园融合的智“链”校园[1];崔金栋、王胜文提出了基于联盟链的产学研联盟应用在知识产权保护，建立信用体系，契约文件认证等[2];王梦豪、曹蕾等提出了将区块链应用到职业教育体系中职业资源数据库、证书认证/评价体系、“职业学习币”的学习社区[3];李旭东、曾艳英提出将区块链应用在终身事业教育体系，构建学信大数据库，应用体系学习资料与服务交易平台[4];郭冰提出应用区块链解决职业教育国家“学分银行”学分分发、积累和转换、组织机构网络连接、用户管理等[5]。

    高等职业教育中需要学校和企业的深度融合，应用区块链技术的集体维护、高度透明、安全可信，可溯源等特性建立产教融合信息平台，较好地解决了高等职业教育中校企深度融合，企业学校学分互证，学生实践技能提升，教师职业技能提升，优质资源获取，协同创新问题。

    3 联盟链技术在职业教育产教融合中的应用

    3.1 联盟链技术

    区块链技术按照准入机制可以分为3类：公有链（Public Blockchain）、联盟链（Consortium Blockchain）和私有链（Private Blockchain）。公有链是指所有人都可以随时进入系统中读取数据，完全去中心化;联盟链保留了部分中心化控制的功能，若干个机构共同参与管理的区块链，通过授权后进行数据操作，可以自定义联盟链节点的访问权限;私有链是一种私人控制的网络结构，完全去中心化、交易效率、隐私保障和监管控制要求较高[7]。联盟链预先设定参与者安全性高、设置管理权限可扩展性强，非常适合于高职教育产教融合信息平台的框架搭建。

    3.2 联盟链技术在职业教育产教融合中应用的架构设计

    利用区块链技术建立产教融合平台架构，分为四层如下图1：数据层主要用于处理比特币交易中的各类数据;传输层和共识层用于构建比特币底层的p2p网络，支持多节点动态加入和离开，对网络连接进行有效管理，为比特币数据传输和共识达成提供基础网络支持服务。合约层是产教融合平台的智能合约，平台商业逻辑和算法在该层。

    （1）数据层。产教融合基础信息进行预处理包括学校企业合作方资质、学生学校学分和企业实践学分信息、教师企业实践等信息。数据层具有不可篡改，全备份，完全平等的特点，数据区块（Data Block）是在区块链里聚合了交易信息的容器数据结构，如图2所示，包含区块头和区块体，区块头由区块哈希值、时间戳、Merkle树根、难度目标等信息，区块主体包括数据交易的产教融合基础信息、信息种类、哈希函数、密钥等信息。

    （2）传输层。传输层为点对点范式网络，网络中的资源和服务都分散在各个节点上，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，而无需中间环节或中心化的第三方介入。节点不仅接收信息，也产生信息，节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息，当一个节点创造出新的区块后便以广播的形式通知其他节点，其他节点收到信息后对该区块进行验证，并在该区块的基础上去创建新的区块，从而达到全网共同维护一个区块链的作用。

    （3）共识层。区块链技术的共识層封装了产教融合信息平台的共识算法。联盟链更注重各节点信息的同意，直奔共识达成目标，共识层主要采用实用拜占庭容错算法（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）。实现了在有限个节点的情况下的拜占庭问题，有3f+1的容错性，并同时保证一定的性能。

    （4）合约层。产教融合信息平台的合约层封装了区块链技术的算法机制、脚本、代码和智能合约。将代码嵌入区块链或是令牌中，通过数字代码实现可以自定义的智能合约，并在整个区块链预设的规则和条件下，无须经由第三方就能够自动执行，是联盟链去中心化、信任机器的基础。

    3.3 联盟链技术在职业教育产教融合中应用场景

    基于联盟链的职业教育产教融合，包括学校联盟和企业联盟共同维护学生，教师，企业职工的各类信息，实现学生的“双元”育人，“双师型”教师的培养，学校企业的紧密合作协同创新和教科研成果的共同分配。

    （1）利用联盟链技术，创建高等职业教育产教融合信息平台架构。

    （2）利用联盟链技术安全可信，完善学生学校信息，记录高等职业教育学生的：职业技能证书，获奖如职业技能大赛、创新创业大赛，等信息;为学生提供升学，高质量就业的信息保障。

    （3）利用联盟链技术集体维护，构建创新的校企深度融合的“双元制”学生评价体系，企业和学校学分互证。

    （4）利用联盟链技术中心化，记录学生在企业中技术实践的能力，鼓励提升学生的职业技术能力。

    （5）利用联盟链技术集体维护，安全可信，可溯源特性，企业记录教师下企业中锻炼、在企业中培训、职业技能的提升信息，为教师的“双师型”教师评选，职称提升提供资料佐证。

    （6）利用联盟链技术高度透明，构建智能在线学习平台和优质的教学资源生态，使大量的学生获取优质的教学资源，解决大规模学生无法获得优质教学资源缺问题。

    （7）利用联盟链共同维护，构建协同创新平台，学校和企业共同进行科研创新，成果转化，利润分配，解决校企深度合作的问题。

    4 结语

    联盟链技术的特征，应用于职业教育产教融合中，实现学生的“双元”育人，“雙师型”教师的培养，学校企业协同创新和教科研成果的共同分配的紧密合作。本文将联盟链技术应用到职业教育产教融合中，可借鉴的经验较少并存诸多难题，希望此研究能为职业教育产教融合发展提供参考和借鉴。

    参考文献：

    [1]史强.区块链技术对未来我国高等教育的影响[J].高教探索，2018（10）：5-13.

    [2]崔金栋，王胜文.区块联盟链视角下产学研信息平台框架构建研究[J].现代情报，2019，39（08）：143-151.

    [3]王梦豪，曹蕾，罗皓月.基于区块链技术的职业教育体系应用研究[J].成人教育，2020，40（06）：28-34.

    [4]李旭东，曾艳英.基于区块链技术的终身职业教育体系构建[J].职业技术教育，2018，39（34）：19-24.

    [5]郭冰.基于区块链技术的职业教育国家“学分银行”建设研究[J].实验技术与管理，2020，37（05）：207-211.

    [6]詹华山.新时期职业教育产教融合共同体的构建[J].教育与职业，2020（05）：5-12.

    [7]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016，42（04）：481-494.