吳莎莎 白曉晶 蔣明蓉

【摘 要】 學習成果的有效認證對于構(gòu)建終身學習體系具有關(guān)鍵作用。數(shù)字徽章作為學習成果認證的創(chuàng)新手段之一，已逐漸在大規(guī)模在線課程中實現(xiàn)?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字徽章應用也引起人們的關(guān)注。本文梳理了數(shù)字徽章和區(qū)塊鏈技術(shù)的內(nèi)涵及其認證功能，分析了區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的應用，提出了區(qū)塊鏈技術(shù)支持下的數(shù)字徽章設計框架和技術(shù)實現(xiàn)路線。從學習成果可信度、學習過程激勵、認證評估過程公開透明等維度分析了將數(shù)字徽章認證的理念與內(nèi)容嵌入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)平臺的可行性，以期為學習成果認證的方式提供科學、有效的參考，使學習者擁有記錄自身學習經(jīng)歷特色且真實可信的能力發(fā)展軌跡檔案，對于教育評價、因材施教和選人用人都具有重要的參考價值。

【關(guān)鍵詞】 區(qū)塊鏈；數(shù)字徽章；在線學習；學習成果認證；學習過程評估；融合；比特幣；可信度

【中圖分類號】 G434 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1009-458x（2018）11-0019-06

一、引言

近年來，我國在信息技術(shù)與教育教學實踐深度融合方面發(fā)展迅速。2018年4月，教育部發(fā)布了《教育2.0行動計劃》，指出“積極探索基于區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的智能學習效果記錄、轉(zhuǎn)移、交換、認證等有效方式，形成泛在化、智能化學習體系，推進信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學全過程”。聯(lián)合國教科文組織也在《青島宣言》中強調(diào)“抓住數(shù)字化機遇、引領(lǐng)教育轉(zhuǎn)型”，致力于從現(xiàn)在到2030年所應達到的教育信息化目標?！肚鄭u宣言》提到“在線學習創(chuàng)新”對于學生、機構(gòu)、體制乃至整個社會來說都非常有益，各利益相關(guān)者都要充分考慮和利用在線學習創(chuàng)新帶來的機遇。在創(chuàng)新時代和終身學習的大背景下，教育信息化勢必會促進學習者個性化學習成果豐富、多元且源源不斷地涌現(xiàn)與展現(xiàn)。因此，推動個性化創(chuàng)新成果的認可、轉(zhuǎn)化、傳承與發(fā)展，促進各級各類學習成果的共享與傳播，制定科學、合理的學習成果認證系統(tǒng)是社會發(fā)展的必然要求。

學習成果認證是一把雙刃劍，既可以通過學習過程評估來促進學習，又能夠判斷學生學習的效果，但過度評估或不合理的認證方式對于學生的學習動機也會帶來負面影響，使學生更注重考試成績而不是獲取真正的知識，可能會因此制造虛假成績或?qū)W歷。因此，需要制定科學、合理的學習成果認證體系。

二、在線學習數(shù)字徽章的

內(nèi)涵及其認證價值

（一）數(shù)字徽章的內(nèi)涵

數(shù)字徽章是使用元數(shù)據(jù)完成預先指定的目標并獲取數(shù)字標志圖像（Grant， 2016）。作為學習活動的圖形指標和學習成果認證的方式，數(shù)字徽章多用于非正式學習場合，能夠在在線環(huán)境下認證學習者取得的成果技能或為有質(zhì)量的工作和學習提供證明，其應用為教育領(lǐng)域的“分布式學習證明”提供了相應的解決辦法（Doug， 2015）。

（二）數(shù)字徽章的認證功能

數(shù)字徽章在教育領(lǐng)域的應用主要是學習成果認證，近年來逐漸被許多教育改革者和教學設計者所采納。教育領(lǐng)域的數(shù)字徽章由教育者或教育機構(gòu)頒發(fā)，是對學習者所獲取的技能、知識或成就給予圖形的象征性獎勵，類似于學校頒發(fā)的學位證書。這種數(shù)字化象征以徽章形式進行展示，學習者用以證明其對某種知識或技能的掌握?；诖斯δ?，教學設計者在課程設計時使用數(shù)字徽章來激勵學生參與學習。例如，在學習過程中為學習者提供具體的學習目標，挑戰(zhàn)性任務，具有新穎、可選擇以及真實性的特征，學生完成任務后即可獲取相應的徽章。

三、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字徽章

認證的設計理念與框架

（一）區(qū)塊鏈技術(shù)的內(nèi)涵

2008年中本聰發(fā)表了《比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》（Bitcoin： A Peer-to-Peer Electronic Cash System），首次提出區(qū)塊鏈概念，即區(qū)塊鏈是一個公開的分布式數(shù)字記錄賬單（Satoshi， 2008）。

將區(qū)塊鏈技術(shù)嵌入在線學習平臺，對教育將具有變革性價值，使學習成果認證更加公平、客觀。具體來說，區(qū)塊鏈技術(shù)將用戶使用的每一臺計算機中的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈條上供公開訪問，也就是說，任何人都可以訪問區(qū)塊鏈，也可以添加內(nèi)容。但如果新的項目需要在區(qū)塊鏈中存儲數(shù)據(jù)，只能在多數(shù)參與人一致協(xié)商下才能在該鏈條中加以補充。

區(qū)塊鏈中信息記錄真實、可靠，使得學習成果認證的內(nèi)容更具可信性。區(qū)塊鏈技術(shù)采取“分布一致性”方法確定是否增加新的“區(qū)塊”，這需要進行大量的運算工作以證明這種新“區(qū)塊”的有效性與真實性。如果參與者試圖添加虛假“區(qū)塊”，在經(jīng)過精密計算后是無法添加進去的，也就是說，一個新的“區(qū)塊”被添加到區(qū)塊鏈上是需要經(jīng)過大量運算與能量損耗來證明其有效性。區(qū)塊鏈中的每一“區(qū)塊”信息都包含相關(guān)的數(shù)據(jù)，這些信息被安全地維護著，處于分布式狀態(tài)，并存儲于所有參與人使用過的電腦中，任何人都可以看到這些數(shù)據(jù)，但是無法修改，系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)蓋章記錄時間戳，這樣就提供了一個可信、適時的數(shù)據(jù)記錄。目前正在開發(fā)添加新“區(qū)塊”的另一種辦法，即參與者需要出具一定的數(shù)字流通貨幣或相關(guān)信譽證明，如果無法出具，那么新的“區(qū)塊”就無法添加（Sharples & Domingue， 2016）。

區(qū)塊鏈中使用數(shù)字貨幣進行交易。當滿足交易條件時，設置一個智能合約，用于點對點交易。區(qū)塊鏈中的交易沒有第三方擔保，雙方基于信用使用數(shù)字貨幣（如比特幣）進行交易，加密數(shù)據(jù)，達成智能合約，密碼只有交易雙方知曉，以確保信息的安全性。將區(qū)塊鏈運用到在線學習平臺，記錄學生在學習過程中取得良好的學習評價，有利于其今后職業(yè)發(fā)展，相當于隨身攜帶個人檔案，便捷可信，用人單位可隨時查詢。

綜合上述分析，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種去中心化的分布式記賬系統(tǒng)，內(nèi)容可以公開訪問，并具有真實性和可靠性，參與者無法通過技術(shù)手段添加虛假信息；每一條記錄也是無法修改的，具有不可篡改性。區(qū)塊鏈中的點對點交易，依托于合約和密碼，不依賴第三方。

隨著我國教育的不斷改革，信息化與數(shù)字化教學不斷完善，在線自主學習的概念應運而生，那么這種學習成果所對應的“價值”將如何體現(xiàn)？如上所述，區(qū)塊鏈中比特幣是基本流通貨幣，在數(shù)字化教學領(lǐng)域一種知識的代幣可以用“學分”這個概念來描述，并將其視為數(shù)字貨幣應用于在線教學。當學生進行學分轉(zhuǎn)換或跨機構(gòu)學習時，以“學分”為基本單位進行轉(zhuǎn)換，通過區(qū)塊鏈技術(shù)形成學生的電子檔案，以便后期保存與展示。

（二）國外區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應用

國際范圍內(nèi)區(qū)塊鏈技術(shù)與教育的有機融合主要體現(xiàn)在有效使用區(qū)塊鏈技術(shù)開展的學歷證書認證方面。霍伯頓學校于2015年10月宣布成為世界上第一所使用區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)行安全、可靠的學術(shù)證書的學校，與一家專門使用區(qū)塊鏈技術(shù)提供文件認證的公司合作開發(fā)了用于檢驗證書真?zhèn)蔚陌踩到y(tǒng)。通過此系統(tǒng)學生獲取可信、高質(zhì)量的證書認證，學校也可據(jù)此鑒別與檢驗應聘者簡歷和證書的真?zhèn)危℉olberton School， 2015）。麻省理工學院（MIT）媒體實驗室的技術(shù)團隊引進了數(shù)字證書系統(tǒng)，使用公鑰和私鑰來檢驗證書頒發(fā)者和瀏覽者的信息，通過區(qū)塊鏈的比特幣形式為學習者頒發(fā)學歷證書，大大簡化了學習者成績單申請的煩瑣且低效的流程。（Bitcoin Tchenology， 2016）。

區(qū)塊鏈技術(shù)具有不可篡改的特性能夠記錄學習者的學習過程，學習者可以憑借區(qū)塊鏈上的學習記錄將自己的學習成果展示給未來雇主。雇主無須擔心證書的造假行為，根據(jù)應聘者的經(jīng)歷尋找最合適的崗位人選，從而有助于學習者未來的職業(yè)發(fā)展?？梢灶A見的是，未來認證的發(fā)展趨勢必將以區(qū)塊鏈技術(shù)的形式呈現(xiàn)，會有越來越多的學校通過區(qū)塊鏈技術(shù)呈現(xiàn)證書和文憑，比目前所用的平臺與程序更加有效、可信和簡便。

區(qū)塊鏈技術(shù)的存儲功能滿足了學習者需要存儲數(shù)字證書的要求。區(qū)塊鏈從本質(zhì)上來講是一個記錄每筆交易的總賬本，而且安全可靠。這類似于裝比特幣的錢包，可以將所獲取的證書、徽章放置其中，這種“錢包”中的物品無法篡改，真實、可靠，為將數(shù)字徽章嵌入平臺提供了可能性和可實現(xiàn)性。

（三）基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字徽章認證理念及其設計框架

通過以上案例分析以及數(shù)字徽章的內(nèi)涵可知，數(shù)字徽章具有認證學習者的學習技能、興趣和學習成果的功能，而基于區(qū)塊鏈技術(shù)的平臺能夠記錄學習者的學習過程，將學習成果以區(qū)塊的形式分布在鏈條中，該信息具有公開性，但不可篡改。將數(shù)字徽章的表現(xiàn)形式及內(nèi)涵與區(qū)塊鏈技術(shù)體系相融合，可以突破在線學習領(lǐng)域?qū)W習成果認證技術(shù)上的難點，并且達到優(yōu)化整個體系的效果。換言之，數(shù)字徽章是學習者取得某項學習成果的呈現(xiàn)形式，而區(qū)塊鏈技術(shù)則是實現(xiàn)整個平臺順利運行的關(guān)鍵保障與技術(shù)手段。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的在線學習數(shù)字徽章的框架包含數(shù)字徽章記錄查詢平臺和底層區(qū)塊鏈分布式賬本兩大部分（如圖1所示）。其中，核心是數(shù)字徽章記錄查詢平臺，而底層區(qū)塊鏈分布式賬本技術(shù)是整個框架的技術(shù)基礎(chǔ)，通過全網(wǎng)廣播和數(shù)字加密技術(shù)實現(xiàn)分布式賬本記錄的不可撤銷性和安全性。

數(shù)字徽章記錄查詢平臺是整個框架的核心，它將學生的學習記錄通過加密和分布式的區(qū)塊鏈技術(shù)存儲在底層區(qū)塊鏈中，并在學習記錄的基礎(chǔ)上生成學生自己的數(shù)字徽章，而且是準確可靠的。數(shù)字徽章記錄平臺提供兩類接口，一類接口面向教育機構(gòu)，由教育機構(gòu)根據(jù)教學過程在平臺中記錄學生的課程完成情況；另一類接口面向用人單位，用人單位能夠在該平臺查詢學生的學習情況，了解學生在線學習以及所獲取的數(shù)字徽章的相關(guān)信息。

這種學習認證方式尤其適合成人在職學習者。學習者在區(qū)塊鏈系統(tǒng)平臺上將自己在不同場合學習所獲取的學分進行匯總，平臺上記錄著學習者學習內(nèi)容的完成情況，并通過互聯(lián)網(wǎng)公開發(fā)布。這種記錄不可被篡改與撤銷，經(jīng)所申請的教育機構(gòu)認證，生成數(shù)字徽章，可隨時按需查詢。

（四）基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字徽章認證體系的技術(shù)構(gòu)架

在目前的數(shù)字徽章體系中，徽章主要是由單一的教育機構(gòu)或組織頒發(fā)，學生獲得數(shù)字徽章后可作為教育經(jīng)歷證明向相關(guān)企業(yè)及用人單位展示，但數(shù)字徽章的存儲和傳遞具有網(wǎng)絡偽造風險，而區(qū)塊鏈技術(shù)能夠解決這一問題，該理念可行的實現(xiàn)思路如下：通過區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建一套分布式的“數(shù)字徽章賬本”，實現(xiàn)數(shù)字徽章的可信存儲框架。具體包括：

1. 區(qū)塊鏈底層協(xié)議

區(qū)塊鏈技術(shù)有多種可選擇的底層協(xié)議，可以根據(jù)數(shù)字徽章的用戶數(shù)規(guī)模和時效性選擇一種最適合的底層協(xié)議作為數(shù)字徽章的底層“分布式賬本”。這些底層協(xié)議能夠保證記錄的不可撤銷性和安全性。

2. 學習經(jīng)歷記錄平臺

基于所選的區(qū)塊鏈底層協(xié)議，開發(fā)一套學習經(jīng)歷的記錄方式，根據(jù)教學模塊、單元、課程和課堂表現(xiàn)實現(xiàn)追蹤學習者的學習過程及完成學習情況的所有記錄。這些記錄以標準化的方式被記錄在“分布式賬本”中，實現(xiàn)了學習痕跡的不可撤銷性和安全性。

3. 教育機構(gòu)接口

基于學習者學習經(jīng)歷的記錄平臺為教育機構(gòu)設置接口，通過這一接口將學生的學習經(jīng)歷及所獲取的學習證書記錄到這一平臺中。

4. 用戶接口

使用者（如用人單位）通過用戶接口對某一學習者的學習經(jīng)歷進行查詢，能夠真實地查詢到完整的學習過程、獲得的數(shù)字徽章，甚至學歷和學位情況，真正實現(xiàn)教育經(jīng)歷的全過程追溯。

四、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字徽章

現(xiàn)實性的思考與建議

數(shù)字徽章與區(qū)塊鏈技術(shù)在學習成果真實展示、學習動機激勵以及學習過程驗證等方面的適切性極高，如果將數(shù)字徽章融入基于區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)的平臺中，學校、學生、教師和社會層面都會受益匪淺。在此基礎(chǔ)上將二者的特點與學歷教育有效整合，對于推進學分轉(zhuǎn)換與學習成果認證也會具有里程碑意義。

（一）與區(qū)塊鏈技術(shù)相融合的數(shù)字徽章證書具有更高的可信度與可靠性，有助于建立“以學生為中心”的教學模式