基于区块链的教学评价系统框架分析与设计

摘" 要：教育数字化为构建学习型社会、学习型大国带来了新的机遇，人人皆学、处处能学、时时可学已成为可能。而现下虽然应用型高校人才培养目标定位与社会需求紧密对接，但人才培养实现途径较为落后，缺乏“多中心”“不可篡改”“社会化”特性。鉴于此，文章从区块链技术引起的高等教育变革出发，以区块链嵌入应用型高校“教评创”为研究对象，探索基于区块链技术的教学评价系统设计，以期形成切实可行的解决方案，旨在助力高等教育数字化转型发展。

关键词：区块链；教学评价；高等教育

中图分类号：G643" " 文献标识码：A" " 文章编号：1673-7164（2024）35-0011-04

一、问题的提出

（一）教育数字化转型大背景

当前，各应用型高校人才培养目标定位与社会需求对接紧密，但人才培养实现途径较为落后，存在教学模式固化、教学方式以教师为中心；考评体系单一、评价主体单一、考核结果不客观；创新创业能力培养以课堂为主，缺乏实践经验、主动性差的问题。目前高校教学缺乏“多中心化”“不可篡改”“社会化”的特性，将区块链技术引入“教－评－创”体系，从技术创新角度做应用型高校创新发展研究，以期构建并运行基于区块链技术的教学评价体系，既是新时期战略上建设教育强国，塑造教育发展新优势的重要突破口，也是策略上充分发挥技术创新力，链接高等教育数字生态，加速应用型高校教育数字化转型的必要举措。

（二）“区块链+” 驱动高等教育变革

“区块链+”是一种基于技术的创新思维模式，这种模式能够保证数据的安全、真实、可靠、可溯源。区块链技术与传统行业深度融合，通过创新和迭代满足数字化转型的需求，以实现“区块链+N”的行业企业变革，创造出以区块链技术为创新要素和基础设施的新业态。［1］以技术革命建立的区块链共识机制、溯源机制、防篡改机制、集体维护和高度自治机制，可以保证区块链引入能有效化解高等教育人才培养中照本宣科、信任缺失、数据孤岛等共性问题，推进教育变革。

二、功能结构设计

（一）区块链嵌入高校“教评”系统的现实需要

信息系统的建设是建立高校教学质量评价体系的关键一环，区块链作为底层信息基础设施可有效解决其信息系统建设过程中的多个问题：

解决数据共享不通畅问题。使用区块链作为底层数据共享平台，将不同系统的教学质量评价相关的数据推送至链上，通过去中心化的共识机制，网络中多个节点之间的协作实现共识，达到教育资源共享的目的。［2］

解决数据可信度问题。区块链使用非对称加密和数字签名的加密技术，保证数据的安全。上链的数据在其他节点可随时被访问，从而约束教学质量评价者提供更加客观、可信的数据。［3］

解决数据自动化处理问题。通过智能合约使符合预设条件的评价数据自动执行对应的动作，可达到教学评价结果及时生成、反馈、预测的效果，实现教、评、学三位一体。

（二）基于区块链的教学评价系统功能结构设计

1. 区块链技术架构模型

■

图1" 区块链技术架构

2. 基于区块链技术的教学评价系统设计

（1）基于OBE的区块链课堂教学内容设计

设计基于OBE的区块链课堂教学模式，采用先测试后教学的方式，将反馈和评价提前，利用数字教育资源平台反向设计课堂教学项目，将区块链技术的分布式共识应用于教学，实现教学内容个性化定制。但将基于OBE模式的教学系统产生的大量数据集中存储在数据中心，容易造成中心化权力过高、数据易篡改、数据存储成本高等问题，而区块链技术的去中心化、不可篡改、公开透明、可溯源等特性恰好可以解决以上问题。

（2）基于“跨商币”的课程过程性考核评价

设计基于区块链技术“跨商币”开展学生学习课程的过程性考核，利用储存于区块链中的数据具有“不可伪造”“可以追溯”“公开透明”等特征，能够很好地保障课程考核的客观公正性和安全可靠性，能够明确对学生的成绩进行定性评价。教师的课程备课、课堂教学等各种工作数据，及学生课堂互动、出勤情况等数据，先经标注时间戳并分布式存储在工作量证明区块链节点中，生成去中心化考评系统，经授权的用户可随时查看上链数据，并基于教师和学生的工作贡献进行打分，保证数据公平、公正、客观。

■

图2" 基于区块链的课程过程性考核评价

（3）基于区块链技术的教学评价系统设计

传统教学评价面临评价功能的片面性，评价内容的单一性，评价方法缺乏科学性，用户隐私及数据的可靠性、公正性得不到保障等一系列缺陷，阻碍了教育教评发展，区块链技术作为教育数字化、信息化时代推进教育评价变革，促进教育公平的重要手段，凭借数据隐私保护、防篡改、可追溯等优势，为促进教育评价公平性、真实性、有效性，可以赋能第三方评价，推进学习和教学环节的评价变革等，提供技术支撑和底层框架。

通过考察人才需求、教学方式、学习特征等教育要素变化，明确数字时代高等教育对新一代教评系统的诉求，基于德尔菲法构建基于区块链的教学评价框架，利用区块链技术的分布式账本数据人人可查、信息一旦上链不可篡改等技术优势，形成多元评价主体、多节点分布的过程性评价、链式结构数据存储的教学评价体系。保证评价过程性数据永可溯源，教学评价结果公正客观。

三、方案实施计划

（一）实施方案设计

1. 区块链替代传统数据库作为数据存储的载体

教学评价过程中产生的数据要保证真实有效可溯源，教学评价结果公正无异，采用传统数据库存储数据存在被人篡改和无意损坏的风险，而使用区块链替代传统数据库，只能写入数据，有助于保证教学评价结果的客观公正。

2. 建立教学评价激励机制，激励师生参与“挖矿”

在区块链系统中，数据写入的过程相当于记账，而记账既是挖矿的过程，也是激励的过程。在挖矿过程中，师生相当于矿工，师生做出对教学评价有益的行为应该给予奖励，包括真实记录教学过程、客观反映教学结果等。通过共识机制来约束作假负向行为的产生，设计激励机制来鼓励真实正向活动。如果教师和学生遵循节点诚实的原则，真实有效记录每次教学数据，将会得到相应的奖励作为激励。学生所获奖励可以一定形式置换学生的平时成绩、绩点、综测分值等，教师所获奖励可以参与教师的绩效考核、评职称等过程。这种激励机制不仅调动了教学评价过程中涉及各主体的积极性，还使教学评价结果更为有效，达成双赢局面。

3. 应用智能合约实时监测教学过程

在满足设置的条件下，智能合约会启动自动执行机制，开始执行预设后续动作。智能合约将教师教学过程、学生学习过程和教学评价过程融合，随着教与学过程的发生，教学评价结果也会随之生成，教学评价结果即刻生成，及时反馈，还可以在教学过程中对教学评价结果进行预测，教师通过产生结果对教学过程的不足加以改进，长处加以保留。

（二）基于区块链的教学评价运行

1. 内容细化

区块链技术具有匿名性、真数据的特点，将区块链技术运用到教务管理的教学评价系统中，教师对学生的评价内容主要包括学习态度、学习能力（发现问题、探究问题、解决问题）、学习方法（小组交流、主动学习、与教师交流情况、学以致用）、学习目标（教学内容掌握情况、解决问题能力）等，关于学生对教师评价方面的教学质量评价（教学效果的评估、教案编写）、教学管理、教学方法（翻转课堂教学、情景教学法、讨论法）等等。

2. 数据收集

教学评价系统要建立科学的数据收集和分析机制，要对学生的信息包括学生学号、课程号等数据进行收集，还有教师信息包括教师工号、教授课程号、出勤、教学设计的数据等。收集到基本信息数据后才可以上链进行精准分析。

3. 上链

把细化收集后的信息和数据登记在区块链上，即将每位教师的工作记录打包成一个区块，保存到区块链的链尾，在分布式储存在私有链的每一个节点，学生也可以依据录入的信息得到单个学生的学习记录并保存到区块链中。上链后，所有信息公开透明，任何信息都可以在区块链中查询到。教师可以在计算机区块链上查询工作记录和学生基本学习情况，学生也可以在区块链中得到相应的学习记录，系统自动分析得出评分表。教师用计算机连接私有区块链，查询学生的学习记录再对学生的课程学习进行评分，学生也可参与对教师教学的评价。

4. 结果查询及用户反馈

可以把评价流程分为五大模块，老师登录教学评教系统，管理员验证其签名信息，并根据其选课情况，对应学生的评价数据模块，管理员根据每位老师的评价结果和留言进行统计整理，并根据评价分数将其分为优、良、一般、差等级别，对评价优、良的学生进行奖励，对评价差的学生进行提示，之后上传至区块链教育系统中，供全校师生进行监督。基于区块链技术的教学评价系统将学生的学习与成绩进行量化，并且对学生进行多次实时的考核，将最终结果反馈给学生和教师。这个结果可以让学生清楚了解自己的成绩构成和后续学习方向，以达到提高学生学习参与度与积极性的目的。学生对教师的评价结果使教师的教学方法和效果都有明确的数据支撑，有助于发现教学的短板和强项，从而改进教学策略计划等。

四、预期风险及收益分析

（一）预期风险

理论来看，区块链是一个分布式的大账本，具有去中心化、交易不可篡改、公开透明等特点，它所具备的这些特点能够保证其系统的正常运行。实际上，区块链仍处于发展之中，并不完善，存在技术和结构的缺陷，区块链在实际场景中仍然存在潜在的风险。

1. 技术风险

区块链所依托的技术支撑庞大而复杂，需要多种算法精密组合才能保证技术架构之间的协调运行，区块链产生信任的前提是在代码编写无误、程序正常运行、加密算法可靠准确的情况下，其中任何一个环节发生问题或错误，都会造成信任危机。高校教学质量评价体系的数据采集通常来自单独的数据库，我国有很多区块链平台，不同平台间无法高效联通，从而形成数据孤岛。

2. 数据质量风险

区块链使教学评价过程中产生数据上链，其价值在于可以保障链上各节点数据保持一致性。如果在教学评价某些环节上，有人在区块链节点上传了虚假数据，人为写入恶意信息或敏感信息，或是误操作，极易造成敏感、非法信息的写入与滥用，给社会造成新的问题。

3. 智能合约风险

当智能合约在某个节点部署后，相应代码会在链上所有节点同时执行并校验彼此的结果。师生及管理员的教与学过程可以被编码到智能合约中，但节点间相互关联会导致某一节点的智能合约出现问题时波及其他节点的正常运行，导致应用无法顺利运行，存在全网瘫痪的风险。智能契约编程导致的漏洞也会引发风险。

4. 隐私泄露风险

高校在应用区块链技术时，通过区块链平台实现了交易账本公开以及信息共享。虽然区块链上的交易是匿名的，但一旦与现实身份相关联，用户在区块链上存储或共享数据时，就可能被其他节点或第三方通过窃取、解密、篡改或滥用等手段来暴露或获取其数据的内容或价值，个人隐私难以保障。

（二）收益分析

1. 学生

在高校教育系统中储存着学生个人信息、学习成绩、学习记录等内容，确保了学习记录等内容的真实性和可验证性。

2. 高校

区块链技术构建的教育数据可以随时被教育方、受教育方及教育机构监测各个节点数据的传输和流通，保证存储数据受多方监督，有利于高校进行教育数据溯源监管，实现责任可究的目的。

3. 企业

区块链在教学评价设计实现了数据和学生学习记录的真实、客观、有效，为企业在高校中的人才推送提供了可靠可行的参照标准，数据的共享提高了人才的利用率和企业的就业率，同时，教学评价设计的创新改革助推了企业对职员工考核评价的革新和思考，通过构建企业专属数字化平台，使企业数据实现互惠互通，为职工提供学习和技术交流平台，用区块链技术对职工工作记录出指标评价，利用反馈的结果为企业员工实行奖励、激励机制，将员工内部竞争力转化为企业优势，为企业效益和数字化转型作贡献。［5］

参考文献：

［1］ 张君，林小红，耿雨歌，等. 隐私计算+区块链：教育数据伦理研究的新视角［J］. 现代教育技术，2023，33（09）：27-36.

［2］ 赵慧霞. 智能技术的应用对现代教育数字化转型的助力：评《教育数字化转型：人工智能、区块链和机器人技术如何赋能》［J］.科技管理研究，2023，43（16）：259.

［3］ 王利锋，王佳. 区块链技术赋能职业教育产教融合创新研究［J］. 教育与职业，2023（08）：54-59.

［4］ 高盛楠，吴满意. 区块链赋能“大思政”教育的切入点、结合点和着力点［J］. 学校党建与思想教育，2023（06）：1-4.

［5］ 冯修猛，范笑妤. 区块链技术驱动教育评估现代化：现实图景、适用价值与实施进路［J］. 教育发展研究，2022，42（19）：69-74.

（责任编辑：张若琂）

基金项目：重庆市教育科学“十四五”规划2023年度教学研究专项一般课题“区块链嵌入重庆高校‘教评创’体系的路径研究”（课题编号：K23ZG2200228）；重庆市高等教育教学改革研究项目“数字金融人才‘三层四维五贯’培养模式的探索与实践”（项目编号：233516）。

作者简介：任晓珠（1989—），女，硕士，重庆对外经贸学院跨境商务学院副教授，研究方向为金融科技、金融市场、国际金融；唐代缘（2001—），女，学士在读，重庆对外经贸学院跨境商务学院，研究方向为数字经济；赖艳（2006—），女，学士在读，重庆对外经贸学院跨境商务学院，研究方向为数字经济。