区块链赋能未来教育发展

杨 博，张 智，崔 伟，付 明，周 磊，郑艳敏

(1.中国人民大学，北京 100872；2.教育部 学校规划建设发展中心，北京 100044；3.深圳国育未来教育研究院，广东 深圳 518000；4.北京蓝石环球区块链科技有限公司，北京 100028)

随着第四次工业革命的到来，尤其是信息技术的快速发展，人类社会的形态正在发生重大变革，新技术正在不断重塑人们工作、生活和学习的方式，教育处在变革的前夜。如何革故鼎新，让科技更好地服务教育，构建适应信息化社会需要的未来教育生态，培养适应信息化时代的创新型人才，成为教育发展面临的重大挑战。

区块链( Block Chain) 技术起源于2008年“中本聪”发表的论文，自2013年逐渐获得国内外实业界的广泛关注，2015年迎来了井喷式的发展，被称为区块链元年[1]。区块链技术为解决各行各业的信任问题与价值交易的安全问题提供了新的研究思路，被认为具有变革生产关系的巨大潜力，也受到教育者的广泛关注。然而，相较于对互联网、大数据、人工智能变革教育深入分析和探讨基础上所形成的清晰认识和路径认同，人们对区块链的理解以及区块链赋能教育、塑造未来教育的模式和路径仍在摸索中。

一、未来教育的价值取向

教育通过促进人的发展，在社会发展中发挥着重要的促进作用。教育决定着人类的今天，也决定着人类的未来。人类社会需要通过教育不断培养社会需要的人才，传授已知、更新旧知、开掘新知、探索未知，从而使人们能够更好地认识世界和改造世界、更好地创造人类的美好未来。“教育—人才”已成为21世纪国际竞争的战略要地,构建面向未来的教育体系，培养面向未来的人才是教育工作者普遍关注的课题，世界各国纷纷把投资的重心放在了教育与技术方面[2]。2015年5月，习近平主席在给联合国教科文组织首届国际教育信息化大会的贺信中指出，推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会，培养大批创新人才，是人类共同面临的重大课题[3]。未来教育价值取向将体现为以下四个方面：

1.全纳、公平与个性

在20世纪工业时代“一刀切”的教育模式中，班级中所有学生都以相同的方式、同时被教导同样的内容。学生要么遵循主流，要么被排斥在外，有特殊技能或有特殊教育需求的孩子往往无法得到满足其需求的教育。进入21世纪，人们普遍认同个体间存在差异，社会要有包容性，不同民族、性别和身体条件的人都有接受教育的权利，教育渐渐走向全民教育[4-5]。提升教育公平，让亿万孩子同在蓝天下共享优质教育、通过知识改变命运也成为中国教育努力的方向。个体之间存在先天和后天的差异，加之不断增长的人类智慧和知识，要从海量知识中选择适应性的内容，满足每个个体的需求将是非常艰巨的。以学习者为中心、让教育适应学生，成为满足多样学习需求、提高学习效率、促进个性化发展的必然路径[6]。构建包容、全纳、公平、个性的优质教育，使人人都能享有平等的受教育的权利和机会，使每一个学习者在其原有的基础上获得适合的教育服务成为未来教育追求的关键价值之一[7-8]。

在教育资源不丰富、教育途径单一的时代，兼顾教育的公平、全纳、个性和优质是难以实现的目标。信息技术和学习科学的发展为解决这一矛盾提供了可能条件和强力支撑。如可以利用信息技术实现优质教育资源的大规模覆盖，提高优质教师资源的辐射范围[9]，也可以利用学习分析技术，就学生的相关学习数据来诊断学习过程和学习结果，通过实施智慧的相关措施达到促进学生学习，通过作用于每个学生群体来实现大规模的个性化教育[10]。为此，教育部在《教育信息化十年规划》中提出要建设“面向全社会不同群体的学习需求的便捷灵活和个性化的学习环境，终身学习和学习型社会的信息化支撑服务体系”。《中国教育2035》进一步明确提出：“利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合。”

2.终身化

随着知识社会的到来，人类知识生产和知识创新的速度不断加快。20世纪后期，工程知识每5年翻一番，医学知识不到4年翻一番[11]。知识的快速更新和积累导致技能稳定性的降低，2018年全球平均技能稳定率(即胜任同样工作所需的核心技能比例)仅为58%。也就是说，在2018—2022年间，所需的劳动力技能平均转变率为42%；到2022年，至少有54%的雇员需要学会新的重要技能或提升自己的技能[12]。面对时代变迁，美国麻省理工大学(MIT)斯隆管理学院资深教授彼得·圣吉认为，未来唯一持久的优势是有能力比你的竞争对手学习得更快[13]。

教育要为人的生活提供可靠的指南针和导航工具，让人们在日益复杂和动荡的世界中找到自己的出路。联合国教科文组织提出：“处在今天逐渐复杂纷乱的世界，每个人以及所有的社区，都必须能够持续发展与使用各种不同的知识架构、价值体系、智力结构和技能。”[14]学习不再仅是一个阶段或仅与职业相关，成为贯穿于人的一生, 从摇篮到坟墓的一生中的各个年龄阶段。于是，教育逐渐开始与生命有共同的外延，并扩展到社会的各个方面，终身教育也就成为“打开二十一世纪光明之门的钥匙”[15]。利用信息技术构建网络化、数字化的教育环境，支撑个体个性化和终身化学习[16]，实现任何人(Anyone)在任何地点(Anywhere)和任何时间(Anytime)，都可以利用随手可得的学习设备(Anydevice)，以自己的方式(Anyway)获取自己所需的学习信息(Anycontents)与学习支持(Any learning support)，是未来教育的发展方向。

3.开放与协作

“当行业的知识基础既复杂又不断扩展，专业知识来源广泛分散时，创新将出现在学习网络中，而不是单个公司”[17]。近十几年来，几乎一切创新的研究都是整体性的工作，需要团队的合作。以MOOC、可汗学院为代表的互联网+教育，已经初步展现了未来教育的开放性。

人类社会正迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。随着教学所依赖的认识论基础从行为主义向建构主义的转换[18]，学习被看作是一个协作知识建构的社会过程，学习越来越具有情境性、建构性、联结性、社会性和创造性，教学从关注知识传递转向关注群体知识共建共享的强调。同时，知识建构也被看作是一项群体协作的效应，所有的参与者都是知识建构的参与者和贡献者[19]。信息技术则进一步扩展了教育的开放性，以及协作的空间和群体，使世界各地的人能够参与到共同的项目中。例如：西班牙国际教育与资源网络就通过虚拟文化交流创建全球性学习者社区，已有200万学生通过在线网络参与跨文化交流和合作服务学习项目[20]。未来随着技术的进一步发展、知识的融合性、交流的开放性等趋势进一步加强，整个世界是学生的教科书和教室，成为学生学习和协作的平台[21]。企业、专业化的公益组织、专门的科研院所等社会机构，以及个人都可以成为优质教育资源的建构者。

4.科学与智能

现代教育学的科学性在很长一段时间里都备受质疑[22]。受学科理论和研究方法的局限，传统教育研究更接近一种经验性的总结，教学实践也秉持着“授受主义”(Instructionism)，关注学生对事实性和陈述性知识的获得，对学生如何理解、运用这些知识不加考虑[23]。被尊称为“科学教育学”奠基人的赫尔巴特就试图建立一套科学的理论体系，但其中唯心、思辨和演绎成分影响了其理论的科学性[24]。

随着信息技术、认知科学、神经科学的发展，尤其是学习科学的重大发展，教育研究者开始尝试揭秘人的学习过程，提升教学的科学性[25]。如有的研究者系统考察了教室照明、桌椅布置、座位安排、噪音、教学策略等对学生学习的影响，从而更科学地设计教学环境和教学步骤[26]。智能技术的发展则使学生的学习过程更具适应性，Knewton自适应学习平台通过对学生学习过程的监督，分析学生的学习行为，评估其知识掌握状态，并根据知识的前驱后继关系知识图谱为学生提供适应其水平和能力的学习内容[27]。Smart Sparrow平台通过将学生数据反馈给教师以帮助他们设计适应性的课程。大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术正在使教育摆脱一本书、一个教案、统一步调的学习方式，一种更加科学、智能的新型教育服务模式便成为未来教育的发展方向。

二、区块链技术简介

概括来说，区块链是对一系列原有成熟技术的有机组合，包括分布式数据存储、点对点传输、共识机制、密码学技术等。基于这些技术，区块链形成了利用加密链式区块结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用自动化脚本代码(智能合约)来编程和操作数据的去中心化基础架构与分布式计算范式[28]。

数据难以篡改、去中心化、多方参与是区块链技术的显著特点和优势[29]。这使得该技术能为所有大规模组织的信息收集及处理提供可验证性和廉洁性保障。这种用技术建立的新型信任方式，在数据一致性要求高、需多主体参与协作、业务强相关的场景中具有极高的应用价值。区块链也因此被认为是继大型机、个人电脑、互联网之后计算模式的颠覆式创新，可能将彻底改变整个人类社会的价值传递方式和生产关系，在全球范围引起一场新的技术革新和产业变革[30]。

美国区块链科学家梅兰妮·斯万将区块链的技术发展和应用范围分为3个层次和阶段，一是以比特币为代表，解决货币和支付去中心化问题的区块链1.0；二是以太坊为代表，将区块链拓展到股票、债券、期货等金融领域，以智能合约解决市场去中心化问题的区块链2.0；三是以EOS为代表，支持广义资产和广义交换，支持行业应用的区块链3.0[31]。因为区块链出现时便与虚拟货币紧密相连，使其不像人工智能、大数据、5G等技术那样，一出现便受到各国政府和组织的高度重视。许多政府和组织对这一技术采取了非常审慎的态度，直到最近才纷纷将该技术的发展放在重要的战略地位[32-33]。

三、区块链技术教育应用的探索

我国工业信息化部在2016年发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书》指出：“区块链系统的透明化、数据不可篡改等特征，完全适用于学生征信管理、升学就业、学术、资质证明、产学合作等方面，对教育就业的健康发展具有重要的价值。”欧盟2017年发布的报告《教育中的区块链》描绘了区块链在教育中的8种可能应用情景。短期可能实现利用区块链永久保护证书、认证证书、教育付费和资金资助及凭证；中期可以实现利用区块链进行信用自动识别和转移(如学分转移)，作为终身学习护照，跟踪知识产权并奖励知识的使用和再利用，学生身份自主；长期才能实现利用区块链以代币券形式资助学生[34-35]。国内教育领域对区块链应用于教育的探索自2017年开始，逐渐引起人们的重视，以杨现民、金义富、许涛、李青等人为代表[36-39]。当时大家对区块链技术尚不了解，因此相关论文和研究多偏重于区块链技术的概念普及、理念探讨、具体案例介绍和在教育中应用的宏观探讨。从2018年开始，学者们逐渐转向用区块链技术解决教育领域具体问题的分析和解决方案的构建上，如全立新等人分析了区块链技术在数字教育资源流通中的应用流程[40]，李志宏等人探索基于区块链技术的学分银行系统[41]，杨兵等人分析了基于联盟链的学习数据存储系统[42]。

在实践方面，一些企业组织和学校也从2017年开始将区块链技术应用于教育业务。与金融行业应用研究的火热不同，国内外对于区块链技术在教育中的应用尚处于探索阶段。同时，由于区块链技术与比特币的强关联，许多项目的设计以代币发放为基础，这导致了许多不合规的发币行为，使其应用蒙上阴影。因很难区分基于区块链的教育代币的合规合法性，本文不对这一类型应用进行介绍，仅就相对成熟和稳定的应用举例。

2017年6月，麻省理工学院使用了Learning machine(LM)证书，这是一种基于Blockcerts开发的商业解决方案，为麻省理工媒体实验室(媒体艺术与科学)和斯隆商学院的两名学生颁发了文凭，这是第一次使用LM技术发行证书，也是第一个获得者拥有文凭(recipient-owned)的案例。尼科西亚大学作为最早讲授比特币内容的学校之一，也允许学生用比特币支付学费。2017年11月，索尼提出将在第五届索尼世界趣味数学挑战赛中启用区块链成绩证书发行系统[43]。2018年3月，牛津大学多名学者联合推出了第一所基于区块链技术的大学——伍尔夫大学(Woolf University)。在我国，2018年11月，由正保远程教育集团与甲骨文集团合作研发的Link100职业能力链，可以将学员在多家机构的学习成果记录于基于区块链技术的证书记录平台。2019年12月，教育部学校规划建设发展中心、区块链技术与数据安全工业和信息化部重点实验室等4家单位共同发布《未来教育链白皮书》，并发起“未来教育上链行动计划”，依托由蓝石科技与教育部学校规划建设发展中心、北京普瑞未来教育科技集团合作开发的教育行业公链——未来教育链，为构建以学习者为中心的教育体系提供基础支撑，为学习者全面发展和个性化学习提供数据保障，为终身化学习提供技术支撑，为构建开放、智能的教育体系提供基础保障，在产教研融合、协同创新、协同育人方面发挥积极作用。

将已有的实践与欧盟所描绘的区块链在教育的可能应用情景对比，可以发现当前的实践尚处于与凭证认证相关的功能实现，被大家寄予厚望的价值转移功能尚未得到充分开发。区块链将如何变革当前教育模式、塑造未来教育仍有很多问题需要讨论。

四、区块链赋能未来教育的路径

2011年5月，乔布斯与比尔·盖茨会面讨论关于教育和未来学校问题时说：“为什么IT改变了几乎所有领域，却唯独对教育的影响小得令人吃惊？”这一问题被称为教育信息化中的“乔布斯之问”。面对信息技术提升教学中存在的诸多理论与实践层面的困惑和挑战，许多学者开始更深层次地探讨信息技术与教育融合的道路究竟该如何走[44-45]。在此背景下，区块链技术作为对生产关系的变革，为深化技术与教育融合、实现未来教育价值取向、构建面向未来的教育体系带来新机遇。

1.为构建开放透明的教育体系提供协同架构

以MOOCs为代表的开放教育资源系统，虽然无门槛向公众开放，但停留在旧有的业务模式和技术架构中。比如：大多基于订阅模式提供访问内容，使用集中管理的方式提供权限验证、内容存储和服务，且在很大程度上延续了集体授课、教师讲学生听的模式，这种授课方式显然无法使其效益最大化。同时，当前教育产业中，政府与其他社会群体教育协同协作度不高，在线教育行业数据不透明、头部渠道话语权过大等问题，都在阻碍未来教育的开放和协同发展。

区块链系统的透明化、分布式、自组织、数据不可篡改等特征，可以构建出一个更为灵活、自由、去中心化的开放教育体系，并通过去中心化、无领导、自组织的横向生态系统不断完善，实现价值流转。比特币的持续运转已经充分展现了这一可能性。具体来说，区块链技术具有开源、透明的特性，系统按照既定的规则运行，且参与者能够知晓系统的运作规则，任意节点间的数据交换通过数字签名技术进行验证，难以更改和删除，数据可信度极大提升。这极大地降低了系统参与者的信任风险，教育研究者、各类教育参与者可以在区块链构建的可信关系中进行前所未有的合作。同时，基于“区块+链”(block+chain)的独特账本设计、智能合约等，可以有效监督、约束学习共同体的参与者。对教育研究者来说，基于区块链有时间标记的不可变记录还有望消除教育研究数据共享的负担和成本，促进跨机构间数据的流动、共享及定价，形成一个自由开放的数据市场，促进互操作性和研究共享。对教育服务提供机构来说，借助区块链不可篡改和不可逆的特性构建在线教育从业者信用和质量管理体系，教育服务的供给可以充分开放和竞争。对学习者来说，区块链技术可以彻底改变学习经历信息记录、验证和分享机制。

图1 基于区块链的教育协同

2.为构建个性、智能教育体系提供数据保障

数据被看作是21世纪的石油，未来教育所强调的科学、智能、个性均有赖于大量真实有价值的数据。准确、全面的数据是实现向学习者提供个性化教育服务的基础，是实现科学、精准教育决策的保障。可供分析的有效数据越多，人工智能的预测和评估越准确，生成的算法也更可靠。数据被篡改、丢失、难以接触都将阻碍智能教育的发展。然而，当前大数据、人工智能的发展却让个人信息安全和隐私保护受到极大挑战，甚至使个体陷入以隐私披露为代价获取便利的个性化服务之尴尬境地。丰富的数据来源和类型加上强大的数据分析能力，使得隐藏姓名、身份证号等唯一标识个体身份的显式标识符等简单匿名化方式，难以抵御常见的背景知识攻击和链接攻击[46]，更有研究者提出未来“根本没隐私”或 “隐私已经死亡”等预测[47]。

区块链技术所构筑的新一代数字记录系统可以为科学、个性、智能的教育体系提供安全、可信的数据保障。区块链中的数据信息以带时间戳的链式区块方式，分布式存储在全网中，具有极强的可追溯性和可验证性。这既避免了中心服务器单点篡改数据、丢失数据的可能性，保障了数据安全，也方便系统参与者更便捷地获取数据。教育服务提供者可根据不同用途、需求获取全面可信的数据，利用大数据和人工智能技术针对特定的教育需求开发相应算法，为学生提供个性化教育服务，为教育决策提供科学辅助。同时，各类教育研究者还可以实现更大规模的协同研究，加快教育研究创新。

图2 基于区块链的数字化成长记录

3.为构建终身教育体系提供技术支撑

当前分布式、碎片化的在线学习方便了学生学习，却使学习痕迹和学习成果散落在各种机构和学习平台的存储系统内。无论是在同一机构还是在不同机构获得的成就都很难链接在一起，也没有标准的方法允许学习者将学习记录从一个平台移动到另一个平台或进行安全、可信的汇总。当学习者从一个机构转移到另一个机构时，新机构对其过往情况知之甚少，需要重新的测试和评估。同时，长久以来学习者无法在网络世界获得数字身份自主，必须依赖第三方来对自己所提供的学习数据进行验证和背书。这无疑削弱了学习者进行个人发展规划和终身学习设计的自主权，限制了学习者的选择自由。

区块链技术可以实现学习者学习记录在院校间、地区间、媒介间迅速、低成本汇总和流转，可以对学习者在不同教育机构、平台的碎片化、非正式学习的成果进行记录、汇总，并提供微资格认证。这些认证又可被整合到一个学位中，成为学习者获取资格证书、学历证书的凭证。尤其对那些因工作或其他原因而无法完成传统学校教育的个人学习者来说，区块链账本所具有的透明性和历史可追溯性特征使错误信息更易被发现，使学分和资质的真实性得到充分保证，能够为学习者终身的学习经历和成果提供可信数字证明，而无需持续依赖中心服务器来验证这些记录。这样便可实现学习者对自我学习过程的历史记录的掌握和广泛分享，确保学习者对个人发展的自主权和选择性。

图3 基于区块链的终身学习服务平台

4.推动教育社会经济一体化

教育是科技进步、社会经济发展的强大支柱。经济建设、社会发展和科技进步都有赖于教育事业所从事的人才培养、科学研究、社会服务等工作。但长期以来，教育系统相对封闭，与社会、经济的发展处在松散合作状态，难以深入融合。

区块链技术通过创建开放协作型组织和诚实可信的认证系统、协作系统，推动教育与社会、经济、科技无缝对接，促进教育社会经济一体化发展。大量采用区块链作为证书真实性保障的微认证，打破人才培养的阶段性和地域性限制，使社会、经济各要素充分参与教育。学习者可以自由地选择学习方式、学习地点和学习内容，可以在不同组织、不同机构间自由流动。区块链所引发的新型协作教学模式将改变学校与学生的关系，学生可以在全球范围内创建和共享知识，学校或教育机构也将改变在课堂内外测量、记录和认证学生成就和技能的方式。区块链所提供的可信资质证明，能让用人方更快地发现和信任合适的人才，提高教育服务社会经济发展的效率。同时，企业也将成为终身教育的参与者，不仅为个人提供工作岗位，也将为个人提供学习和发展技能的机会。

五、区块链赋能教育发展建议

虽然区块链赋能教育发展的潜能巨大，但当前仍有许多因素阻碍其与教育的融合发展。如相关标准和规范缺失、专业人才极度稀缺、关键技术有待突破、教育利益攸关方对区块链的认识不足等。为了促进区块链在教育领域的有效应用和落地，我们需要加强以下几个方面的工作：

1.构建区块链教育应用的标准、规范

一般来说，标准化工作在行业现有基础上提炼标准化语言，是滞后于行业发展的。但区块链作为一种可能变革生产关系的颠覆性技术，其标准化工作比以往任何一种信息技术都要早[48]。ISO在2016年就成立了专注于区块链领域的技术委员会，我国也自2016年开始启动相关标准化工作，并在2017年提出了首个区块链标准《区块链查考框架》[49]。同时，我们也应看到，在教育信息化过程中因前期缺乏统一的技术和数据规范而导致的系统对接、数据汇集等诸多困境[50]。

为促进区块链教育应用顺利落地及行业的健康发展，需要尽快构建教育领域区块链数据的标准和规范。包括：依托中国区块链技术和应用发展联盟等组织，联合教育领域专家，深入研究区块链技术在教育领域推广应用的热点和难点问题，制订区块链技术在教育领域的应用标准与规则；制订切实可行的利益分配方案，妥善处理好传统教育管理机构和运营平台之间的利益分配，使区块链技术在教育领域的推广应用得到各部门认可，减少推广运行阻力；制定区块链技术在教育领域应用的法律法规，从运营机制、技术应用、体制管理等多个层面制定保护细则，切实保障国家、机构、个体在区块链技术与教育应用上的合法权益。

2.加快区块链技术人才培养

对区块链技术人才的需求已经成为我国热门新兴技术人才需求之一[51]。但因为区块链涉及到计算机科学与技术、软件工程、网络空间安全、信息与通信工程、数据科学与大数据技术、智能科学与技术等多个学科专业的理论与技术，使得区块链技术课程体系的搭建、课程开发以及课程学习均具有很高的难度和复杂性，能够开展区块链技术课程的学校比较少。另外，区块链作为底层技术需要与产业相结合才能发挥和实现其价值，这又进一步增加了相关人才培养的难度。

目前，区块链人才的培养体系仍处于搭建阶段。虽有十几所高校(包括清华大学、同济大学、中央财经大学、上海交通大学、复旦大学等)开设了与区块链相关的课程，但多以单项课程或者区块链相关项目课程为主，直到今年初教育部才公布了我国首个区块链本科专业。面对大量专业人才需求，有基础和实力的高校应积极布局区块链专业设置和相关课程建设，依托“新工科”“卓越工程师2.0”等项目加快培育区块链技术人才，并通过校企深度合作，提升学生技术应用和实际问题解决能力。此外，还要发挥民间社团和协会对区块链人才培养的贡献。未来要积极整合高校、行业协会、行业联盟、企业等多方力量共同打造区块链人才培养体系，在教育应用项目的实践中培养真正懂区块链技术、会用技术解决教育应用实际问题的人才。

3.加快关键技术的突破

区块链作为一门新兴技术，一直面临着如何同时满足“高效”“去中心化”及“安全”三方面要求的挑战[52]，一些关键技术环节仍需突破和完善[53]。虽然区块链技术通过P2P网络技术、分布式账本技术、非对称加解密技术、共识机制技术、智能合约技术实现了对数据完整性、不可否认性、隐私性、一致性等的安全保护，但仍然在基础设施安全、密码算法安全、协议安全、实现安全、使用安全和系统安全等方面存在风险[54]。区块链要求系统内每个节点保存一份数据备份，日益增长的数据量对存储空间的要求不断提升，成为制约区块链发展的关键问题之一[55]。面对这些问题，需要加强理论和应用实践层面的探索，寻找解决相应问题的新思路和新方法。