基于区块链技术的学生第二课堂管理系统的研究与实现

刘爽，杨伟杰

（清远职业技术学院，广东 清远511510）

当前，全球科技创新空前活跃，人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链等高新信息技术得到快速突破。区块链技术在国内外都取得了良好的发展成果，更有效推动了我国的新兴技术与产业的革命，对我国数字经济与社会的发展起到了良好的推动作用。区块链技术凭借其分布式、安全性、可靠性与数据完整性等特征，得到了广泛关注。从现有研究来看，“区块链+教育”的应用与发展呈现稳步增长、多点关联的趋势，逐渐从理论探索转向实践验证，并不断走向精细化、具体化。当前，国内外“区块链+教育”的研究热点，主要聚焦在学分认证、证书管理、数字教育资源、学习者能力与学习成果管理等方面。为了让“区块链+教育”能够有效助力重构未来教育，促进教育公平与智能教育生态，其今后发展应重点关注创新教育应用场景，建立健全人才培养体系，完善相关标准等内容。

一、区块链技术的原理

关于区块链技术的概念，区块链属于新型应用模式的范畴，将多样化的计算机技术包含进来，比如：分布式数据存储共识机制等。在区块链中，数据块的生成以密码学方法为基础，在所有数据块中，将几分钟之前各个比特币网络交易的信息内容包含进来，这样可以对有关信息作出检验与认证，并促进下一区块的形成。属于比特币的最底层的技术，就好像一个数据库的账本，记载了所有的交易记录［1］。区块链技术可以对各方的信任关系作出建设。广义定义就是利用加密链式结构可以对数据信息作出检验与保存，通过分布式节点共识算法，有助于数据的形成与优化，通过脚本代码，能够开展数据信息的利用活动，属于去中心化基础架构和分布式计算范式。狭义定义就是以时间为依据，运用链条的形式，将数据区块建设成为特定数据结构，通过密码学的有关知识内容，保障去中心化共享账户，杜绝更改与伪造问题的出现。

区块链属于分布式共享记账技术的范畴，其主要帮助各个参与方技术信任关系的生成。在区块链中，其主要包含区块链底层技术与区块链上层应用两个层面，其中，区块链上层应用以有关创新为基础。促使各方数据信用建设工作的顺利完成是区块链最重要的价值。

二、构建基于区块链技术的学生第二课堂管理系统的意义

教育部于2020年4月印发了《高等学校区块链技术创新行动计划》（教科技函〔2020〕17 号），全面规划部署了高等学校区块链技术发展要务，区块链技术示范应用行动之一就是基于区块链的教育管理与服务协同平台研究与应用。因此，基于区块链技术的学生第二课堂管理系统的研究完全符合国家发展规划。

基于区块链技术的学生第二课堂管理系统目前在国内比较少见，传统的管理系统数据采集困难、系统维护成本较高、数据较容易遭受篡改，传统的学生第二课堂管理系统在学生心目中威信不高。利用以区块链技术为基础的学生第二课堂管理系统，可以促使传统信息处理系统中的安全问题得到解决，不仅可以帮助学生参与到具体的监管与维护活动中来，而且还可以促使学生数据信息的安全性得到保证，提升数据信息的透明化程度，以此敦促学生自己对自己的行为负责，提高学生的参与度［3］。从而实现思政工作质量的提升，增强其公平性与公开性，强化学生的思政素养，推动学生的全面发展，对学校学科建设和人才培养起到支撑作用。

三、基于区块链技术的学生第二课堂管理系统的实现

大学生第二课堂育人体系应当对第一课堂的工作体系作出参考，并与共青团的工作内容、运行方式等工作紧密联系起来，整体设计出大学生在第一课堂时间以外的文化活动，包括文化娱乐、技能训练、科技创新、社会实践、志愿服务等，并对大学生参加第二课堂进行评价，形成“第二课堂成绩单”。在第二课堂的管理中，学分信息、活动信息、活动考勤、活动评价结果等内容开放，但是第二课堂记录体系缺乏系统性，信息的透明化程度亟须提升，导致信任危机的出现。在大力开展第二课堂活动的过程中，高校也应当提升对学分信息的关注度，促使企业变得更加公开、透明，这就要求高校在开展学生管理工作时，应当重视第二课堂成绩管理系统的建设工作，在确保安全的基础上，全面公开有关信息内容［3］。

高校学生第二课堂的管理和记录对高校思想政治工作者有重要意义，随着计算机技术的发展，人们迫切需要以技术手段来确保学生参加第二课堂教育活动的真实性、完整性和安全性，目前针对学生第二课堂管理系统主要采用将数据存储于数据库的中心化存储结构，这种中心化结构具有诸多安全问题：1.系统健壮性不够高；2.数据容易被篡改；3.数据采集和维护成本较高［4］。随着区块链技术的发展，其诸多优点，如：低成本、去中心化；通过技术手段确保数据安全性等被人们所关注，利用区块链技术可以为高校学生第二课堂管理系统给出详细设计方案，该系统可以利用区块链的特征来确保数据的真实性和有效性，为解决传统信息系统存在的安全问题提供有价值参考。

数据安全与隐私保护是区块链技术应用的核心问题。高校可以针对数据访问、共享、存储、计算中的安全与隐私保护问题，开展区块链数据边界保护和精准访问控制机制研究，实现细粒度权限的可追溯、可验证、可审计等特性；融合区块链与安全多方计算等，开展区块链多方数据协调和安全共享技术研究；开展链内轻量级临时可信操作环境构建和安全解构研究，实现新型应用驱动的可信计算；开展可监管的隐私保护技术研究，综合利用多种密码学技术实现用户隐私保护。

在基于区块链技术的学生第二课堂管理系统里，学生注册需输入学生姓名、学号、身份证号、所在学院和班级信息，并形成公私钥，为学生合法性的验证活动创造便捷条件，在注册之后，学校就会收到所提交的虚拟资产［5］。教师注册的过程与学生类似。

区块链记录的是数字账本，以称作区块的块状数据排列，这些区块随后通过被称为哈希函数的加密验证相互链接，这些区块连在一起形成一个连续的链，这种类型的数据结构对加密等有用的原因是去中心化，去中心化意味着链中的记录不存储在任何单一位置，这些记录每个人都可以访问，每个学生都可以访问，并且任何一方都不可以改变。为了更好地保护广大学生的隐私，班级将会控制各项操作与信息，在区块链中，倘若学生需要输入信息内容，则需将信息提交给系统，通过审批才能将所写内容写入区块链中。同样，老师也可将信息写入，但是老师可以操作本班的全部同学信息。

区块链的基础架构主要包含数据层、共识层、合约层、应用层等六个层面。每层分别完成一项核心功能，并运用了一些技术来保证整个区块链系统的正常运作，各层之间互相配合互相支撑，实现去中心化的信任机制，这也是区块链的魅力所在。基于区块链技术的学生第二课堂管理系统，主要可划分成两层，即：交互层和区块链层，在应用层中，利用Web界面，可将各个操作按钮与信息呈现出来，这样就可以交换学生和区块链间的数据信息，并封装学生写入信息，之后，向所有节点提交校验，并在区块链完成保存活动，其中，校验活动需要取得50%学生的许可个节点校验。

四、结语

我国教育的信息化建设离不开战略性的计算机前沿技术，区块链技术在技术与产业变革中发挥了重要作用。本文将区块链技术应用于高校“第二课堂成绩单”中，实现了基于区块链技术的大学生第二课堂成绩的管理，使传统的“第二课堂成绩单”融入区块链技术后得到优化升级，区块链的一个最重要特点就是去中心化，使得学生的第二课堂成绩信息得到透明、监督，从而提高了数据信息的公信力，也保障了第二课堂成绩系统的开放性不被破坏。区块链技术在教育领域具有较大的应用潜力，有助于打造更加开放和更具公信力的教育系统。