基于SWOT分析的区块链技术教育应用研究

2022-05-19杜东燕张铮杜斌方海光

中国信息技术教育 2022年9期

杜东燕张铮杜斌方海光

摘要：区块链作为分布式存储与去信任化管理的新方式，被广泛认为是继互联网后引起人类社会变革的又一项颠覆性技术，深刻影响着社会政治、经济、文化等领域的创新性变革与发展，并在学生征信管理、产学结合、版权保护、教育资源建设等教育领域具有重要意义。本研究基于相关文献，介绍区块链技术和SWOT分析法相关理论知识与实践发展现状，并对区块链在教育领域的应用进行SWOT分析，提出發展建议，希望能在一定程度上丰富“区块链+教育”理论体系，推动区块链技术与教育的融合发展。

关键词：区块链;教育应用;SWOT分析法

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2022）09-0088-05

● 引言

区块链作为一种去中心化的信用建立范式，最先应用于比特币的交易加密系统中，其数据存储具有完整性、匿名性、不可篡改等特点，为现存的数据信用危机问题的有效解决提供了可靠的技术方案。作为一项综合当下多种热门概念的新技术，区块链对社会生产关系的创新性变革具有重要意义，将推动人类社会由“信息互联网”向“价值互联网”转变。

现代化信息技术的发展，促进教学环境数字化、智能化、自主化，与传统的教育相比，现今的教育具有更高的开放性，与之相对应的教学活动、评价指标、资源类型、数据共享、教学管理等也发生了变化。然而，现有的教育系统在教学资源共享、教学平台兼容、学分认证体系等方面存在着不足，数据壁垒、信任危机等问题尚未得到很好的解决，因此，急需通过技术手段建立一种更加完善的教育机制，提升教育的开放度与公信力。

在这样的背景下，区块链与教育的融合应运而生，但由于区块链技术相关理论体系和应用模式尚未完善，所以具体实践较少，缺乏相应的经验。同时，从技术维度出发，区块链作为一项新兴技术，其本身也存在技术不成熟、资源管理效率低等缺陷。因此，本研究通过SWOT分析法，从区块链自身及其在教育领域的应用两大维度进行分析，提出发展建议，希望能在一定程度上丰富“区块链+教育”理论体系，推动区块链技术与教育的融合发展。

● 相关理论概述

1.区块链技术

区块链是一种由数据区块构成的分布式数据库系统，这些数据块通过密码学原理产生并实现特定的功能。区块链在数据存储和传输方面，采用权力均衡的分布式管理方式，各区块节点享有平等的权利，共同参与信息的决策。

区块链技术分布式的数据结构和特殊的信息传输方式，使其具备独特的技术优势，具体概括为以下几点：

①去中心化。区块链采取分布式存储与对等网络（P2P）传输的数据模式，这种模式中节点之间信息的存储、交换和验证不需要任何中心化机构的支持，各个区块节点享有更大的自治权。另外，区块链采用集体维护和管理的方式，所有区块节点的行为受区块全体的监管，任何私自改变数据的行为都是无效的。

②去信任。基于密码学知识的数据处理使得区块链系统去信任化。当区块中有新的信息出现时，哈希函数产生随机哈希值将信息转化成高度复杂、难以追溯的数据，这种转化后的数据通过非对称加密算法进行二次加工处理，得到难以破解的新数据。

③不可篡改性。区块链采用集体维护的数据存储和管理方式，任何个体无法进行私自的数据信息修改。当某一节点的数据发生变化时会形成一个新的记录，只有当信息真实性被公开确认后，这条信息记录才会被写入区块链数据库系统。

④可追溯性。区块链中所有的信息都是严格按照系统协议生成和存储的，信息的产生、信息的验证、信息的转化都会被存储在特定的位置中。这些数据库通过密码学方法构成的链状结构，可以在一定条件下进行逆向追踪。

2.SWOT分析法

SWOT分析法是一种用于战略决策的综合性分析方法，这种内外结合的科学、系统性的决策分析方法，从宏观和微观两个方面，寻找与研究对象相关的各种内部因素和外部因素，再按照影响因子大小进行筛选排序与整合归纳，分别列出S、W、O、T四部分所包含的内容，在充分考虑各因素的作用和相互关系的前提下，根据矩阵再次进行深入分析，得出现实条件下研究对象发展的最优化的决策，如图1所示。

然后，将四个基本要素进行重组，在综合分析的基础上，形成战略，如图2所示。

● 区块链技术在教育领域应用的内部优势、劣势

1.区块链技术在教育领域应用的内部优势

传统教育依靠如学校、教育管理部门等中心化机构开展教学管理工作，学生学分认证、学历颁布、个人信用记录等由中心化机构统一进行数据管理和维护，当学习者、用人单位、教育机构进行对接时，学术造假、知识产权纠纷现象时常发生，造成用人单位对学习者的信任危机，严重影响产学结合效率，而去信任化管理的区块链技术从数据层面、应用层面、体制层面进行数据管理，可以解决上述问题（如图3）。

（1）构建个体学信体系，促进产学结合

区块链技术可以构建去中心化的学信数据平台，位于数据平台的个体在教育活动中的分布式行为会被记录和保存在区块链数据库中，具有唯一标识性，并且可以跨平台存储和使用。用人单位可以通过加入区块链的方式合法且合理地获取学生学习行为信息，对学生进行综合评估，进行岗位匹配。

（2）建立智能化教育交易系统，推动在线教育发展

智能化教育交易系统通过P2P网络传输模式进行点对点的实时交易，可以缓解中心化机构内存限制问题，避免交易频繁而造成平台存储空间不足、运行受阻，提高平台运行效率。区块链为广大学习者提供了一个更加资源丰富、方式多样的智能化学习平台，平台具有交易可视化、操作简单化、学习自主化等特点，可以有效解决复杂的知识交易问题。

（3）建设全球知识库，促进资源共建共享

用户可以在区块链平台上用P2P进行知识付费和知识获取，实现实时交易与资源共享。另外，区块链技术的分布式特点，可以解决信息孤岛问题，使教育资源超越时间、地点的限制进行优化组合、互联，共同创建优质知识资源库。

（4）重塑“虚拟学习社区”生态，实现自组织运行

虚拟学习社区学习监督和管理方式的多样化，导致一些自制力较弱的学习者学习效率下降，不能很好地实现教学目标。区块链技术的智能合约可以对学习社区的成员进行约束与监督，并通过虚拟币的方式强化学习行为，鼓励学习者积极参与学习活动。除此之外，区块链可以通过共享机制对虚拟学习社区中的学习行为进行监督，促进在线教育环境健康發展。

2.区块链技术在教育领域应用的内部劣势

区块链技术运用代码进行逻辑架构和算法设计，并且大多是开源结构，技术原理复杂且应用模式模糊，存在代码漏洞、加密和反加密技术被攻破、智能合约被篡改等一系列不可忽视的技术问题。

（1）教育系统运行效率有待提高

区块链依靠分布式数据存储实现去中心化服务，区块链中的每个节点都需要足够大的空间来存储整个系统完整的数据信息，而随着新的教育节点的生成，数据将迅速增加，这对区块链教育系统数据库的存储空间、运行速度提出了更高的要求。

（2）师生隐私保护急需增强

区块链通过共识机制进行信息验证，当信息的真实性被超过51%的区块节点共同确认后，信息将会被记录。这种共识机制通过工作量进行权力认证，如果系统受到攻击导致超半数的节点发生改变，将会记录非正常的数据，造成系统信任危机。在教育教学中，倘若不法分子恶意攻击区块链保密系统，就可能造成师生隐私泄露问题，存在极大的安全隐患。

● 区块链技术在教育领域应用的外部机遇、挑战

1.区块链技术在教育领域应用的外部机遇

（1）国家政策对区块链技术教育应用的大力支持

国家规范性政策对技术的发展具有引领性作用，为了提高国际竞争力，满足人们现代化生活的需求，世界各国政府都制定了完整的战略部署规划，积极出台与区块链技术相关的政策法规，加大科研领域的人才培养和经费投入，鼓励社会各界共同探寻其在教育中的潜在价值。

（2）区块链技术在教育领域具有巨大的发展潜力

教育一直是备受关注的社会性话题，任何技术与教育领域的融合，其目的都是更好地实现教育目标，培养社会所需的人才。现代化社会的教育理念发生变化，更加注重综合性人才的培养，教育方式也发生了改变，区块链这一新兴技术将会引起教育的深刻变革。

在教学资源建设方面，区块链技术的数据是分布式管理与集体维护的，这就意味着全球优质的教育资源可以互通互享、优势互补，为学习者提供更加便携的知识管理途径;在教学评价方面，无论是学习者的正式学习成绩，还是比赛获奖证书、社会实践证明、专利技术证明等实践创新能力成果，都可以通过区块链技术写入学生个人档案，学习成果的多样化为教育评价提供了不同的参考标准，学校、家长、用人单位可以根据不同的需求对学生进行综合性评价;在教学管理方面，区块链采取去中心化的方式，不需要诸如教育管理机构的中心化数据管理，可以优化工作流程，提高整体效率。

2.区块链技术在教育领域应用的外部威胁

（1）区块链技术在教育领域应用缺乏完整的规范体系

区块链技术在教育中的探索是全球化且发展不平衡的，不同国家根据自身社会发展状况制定了其国家范围内的发展政策与文件指导，取得一定的成效。但是区块链技术在教育领域应用的推进过程中，由于缺乏全球性规范文件和标准政策的引领，再加上其国际通信方式的差异，其优质的资源和经验难以共享，其规范体系的不完整也容易产生安全隐患、利益纠纷等问题。

（2）区块链技术在教育领域应用推广困难

区块链涵盖数学、信息技术、密码学等多领域，知识体系具有综合性和复杂性的特点。社会教育机构大多采用传统的中心管理来维护正常的工作，而区块链去中心化的管理方式，使得管理模式和服务理念都发生了巨大的改变，教育工作者对这种改变的适应需要一定的时间。强大的计算能力和足够的存储空间，与传统方式相比需要更多的资金投入，另外，技术的不成熟存在隐私泄露的风险，影响教育机构的决策。

● 区块链技术在教育领域应用的建议

在区块链技术与教育领域融合的过程中，需要用发展的眼光看待区块链技术，用积极的态度拥抱其技术优势。教育研究者应当将区块链与现代教育改革相结合，创建未来教育新生态。当然，在肯定其特殊作用的同时，应辩证理性地对待区块链在教育领域运用的缺点，通过其他技术的创新组合进行弥补，发挥更高的应用效益。

1.完善“区块链+教育”相关标准和规范

任何健康、稳定运行的体系都需要统一的标准化规则进行制约。区块链技术在教育领域融合的过程中，需要完整的全球标准化政策法规和指导性文件的引领，世界各国应遵循统一的技术标准和行为规范，实现资源的共建共享，共同营造良好的运行环境，加快区块链技术在教育领域应用的步伐。

2.健全“区块链+教育”人才培养体系

区块链技术在教育领域的发展与推广离不开教育实践者的共同努力，要加强“区块链+教育”人才培养体系建设，结合时代和社会的需求，培养人才对新技术的理解能力、新技能的掌握与运用能力，提高新时代信息化素养。人才培养体系应从教育工作者和学习者两方面进行，既要引导他们对区块链技术基本知识与基本技能的学习，养成良好的区块链技术思维，也要注重区块链技术实际的运用和迁移能力培养。

3.构建“区块链+教育”创新应用场景

现阶段，区块链技术在教育领域主要应用于教育平台、学历认证、版权保护、资源存储与共享等领域实现单一的功能。在区块链3.0时代，“智链”的产生为“区块链+教育”提供了更广泛的应用场景，各领域应当积极寻找区块链融合新途径，推动智能教育发展。

4.建立区块链自防御系统

为了避免技术缺陷造成的用户隐私泄露，可以通过多种技术的创新融合来进行弥补，建立完整的隐私保护机制，保障用户的信息安全。例如，可以通过大数据和数字孪生技术的融合，与区块链系统形成协同关系，对用户数据进行二次加密和追踪，建立区块链自防御追踪系统。自防御系统以全球化区块链规范标准为依据运行，当恶意行为产生时，立即定位追踪，阻断行为，进行惩罚，防止黑客入侵，保护用户信息安全。

● 总结

区块链技术与教育的创新性融合，为教育的变革提供了强有力的技术支持，促进了教育信息化的发展，但其在推进的过程中也存在着设备要求高、系统维护复杂、应用推广难等问题，因此，要想将区块链技术更好地应用于具体教育教学，还需要社会各界的共同努力。首先，政府应当重视区块链在教育领域应用的发展潜力，积极整合各方资源，从政策、资金等方面提供支持，鼓励社会各界对“区块链+教育”领域的研究;其次，学校及社会机构应加强“区块链+”人才体系建设，成立专门的小组进行区块链教育平台开发工作，打造信息互通、资源共享的智能化开放教育系统;最后，广大教育工作者应以辩证的思维看待区块链技术，提高自身区块链技术素养，以积极主动的态度寻找区块链与教育融合的新途径，促进教育领域的创新性变革与发展。

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