趙宜友，趙 霞

(河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050061)

1 研究背景

2019年10月24日，中共中央政治局組織了第十八次集體學(xué)習[1]，主要提到了區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，并強調(diào)了區(qū)塊鏈技術(shù)的特點以及如何合理利用區(qū)塊鏈的這些特點，須切實抓住區(qū)塊鏈發(fā)展的優(yōu)勢，將區(qū)塊鏈的發(fā)展與創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展相結(jié)合，帶動高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由此可見，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)被納入國家發(fā)展戰(zhàn)略層面。區(qū)塊鏈具有去中心化，開放性、自治性、信息不可篡改、匿名性等特點。已經(jīng)應(yīng)用到數(shù)字經(jīng)濟、金融、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域，尤其在新冠疫情期間，其在教育領(lǐng)域的作用更加突出，網(wǎng)上教學(xué)讓學(xué)生足不出戶就能享受到優(yōu)質(zhì)的教育資源[2]。我國一直都重視教育的發(fā)展，但是我國的教育資源一直呈現(xiàn)碎片化的特點，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，可以將這些碎片化的教育資源整合起來，有利于全國各地的學(xué)生學(xué)習到系統(tǒng)的知識。因此，研究區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的應(yīng)用非常有意義。

本文將通過對“區(qū)塊鏈+教育”這一主題的文獻進行分析，以便深入了解區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的應(yīng)用熱點。

2 研究設(shè)計

2.1 研究工具

CiteSpace是一款文獻分析可視化軟件，它通過運用科學(xué)計量學(xué)知識，能夠合理分析科學(xué)文獻中的學(xué)科發(fā)展趨勢，并將其可視化[3]。本研究使用CiteSpace 5.8. R3作為研究主要工具。參數(shù)設(shè)置時間范圍為2016年1月到2021年12月，時間切片為1年。

2.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于CNKI，以“區(qū)塊鏈+教育”為關(guān)鍵詞搜索，搜索到的文獻量為1690；然后選定高級檢索，輸入搜索主題為“區(qū)塊鏈+教育”來源類別設(shè)置為北大核心、CSSCI、CSCD，搜索到核心文獻288篇。通過自動篩選和人工挑選剔除相關(guān)性較低的論文，保留260篇與“區(qū)塊鏈+教育”主題相關(guān)性較高的核心文獻進行可視化分析。

2.3 研究步驟

本文首先對所有文獻的基本情況(發(fā)文年份與數(shù)量、發(fā)文機構(gòu)以及被引用次數(shù)、每年的引文量)進行統(tǒng)計，并利用CNKI自帶的可視化軟件對結(jié)果進行可視化分析。然后對使用CiteSpace得到的知識圖譜，進行關(guān)鍵節(jié)點分析與聚類分析找到區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的熱點與發(fā)展趨勢。最后，指出區(qū)塊鏈應(yīng)用于教育領(lǐng)域的場景，以及其在發(fā)展中可能存在的問題并給出相關(guān)建議。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 基本情況統(tǒng)計

圖1 2016-2021年文獻的發(fā)表情況

(1)文獻發(fā)表情況。隨著區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域應(yīng)用研究的增多，關(guān)于這一主題的發(fā)文量逐年增多，圖1展示了該主題發(fā)文量隨著年份的分布情況。從圖中可以看出，隨著年份的增加，發(fā)文量也連年增加，其中，2019—2020年，發(fā)表文獻數(shù)量的增長幅度最大，2021年，文獻的發(fā)表量最大，達到120多篇?？梢?，近幾年尤其在2019年國家提倡使用區(qū)塊鏈技術(shù)進行技術(shù)革新以后，我國研究者對區(qū)塊鏈應(yīng)用于教育領(lǐng)域的研究方興未艾。

(2)發(fā)文機構(gòu)排名情況。將Node Types設(shè)置為institution，通過CiteSpace得到的機構(gòu)發(fā)文量的排名，發(fā)表此主題相關(guān)文文獻排名前三的機構(gòu)如表1所示，分別是中國民航飛行學(xué)院的現(xiàn)代教育技術(shù)中心，發(fā)文量為6篇，占總論文比重為2.31%；合肥工業(yè)大學(xué)法學(xué)院發(fā)文量為4篇，占比1.54%；杭州電子科技大學(xué)計算機學(xué)院發(fā)文量為3篇，占比1.15%。

表1 國內(nèi)“區(qū)塊鏈+教育”相關(guān)文獻發(fā)文量排名前三的機構(gòu)

圖2 2017—2021年引文量

(3)引文情況。從2019年開始，不僅“區(qū)塊鏈+教育”主題的發(fā)文量激增，與此相關(guān)的文獻也逐漸開始被引用。由圖2可以看出近三年來，“區(qū)塊鏈+教育”主題的文章被引用次數(shù)逐漸增多，被引次數(shù)總共1930次，篇均被引數(shù)達到7.43次。被引用的次數(shù)越多說明該文獻在這一領(lǐng)域的貢獻值越高，具有更高的權(quán)威性。在“區(qū)塊鏈+教育”這一主題下，文獻被引次數(shù)排名前五的文獻如表2所示。

表2 “區(qū)塊鏈+教育”相關(guān)文獻被引次數(shù)排名前五的文獻列表

表2中，文獻1[4]探討了區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的思路與價值，將其應(yīng)用模式概括為六種，即建立個體學(xué)信大數(shù)據(jù)、打造智能化教育淘寶平臺、開發(fā)學(xué)位證書系統(tǒng)、構(gòu)建開放教育資源新生態(tài)、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習社區(qū)“自組織”運行和開發(fā)去中心化教育系統(tǒng)，最后對應(yīng)用過程中可能面臨的挑戰(zhàn)進行了分析。文獻2[5]討論了區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的應(yīng)用概況，展望和討論對教育可能產(chǎn)生的影響，提出在教育領(lǐng)域可以作為分布式學(xué)習記錄存儲；可為在線教育提供具有公信力和低成本的證書系統(tǒng)；可以作為智能合約，完成教育契約和存證；可作為版權(quán)證書工具標記教育資源和學(xué)術(shù)成果等。文獻3[6]剖析了區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的基本原理、技術(shù)關(guān)聯(lián)及研究進展，論述了區(qū)塊鏈應(yīng)用的研究現(xiàn)狀及展望，并針對如何使區(qū)塊鏈更好地應(yīng)用于實際和隱私保護等問題提出了解決思路。文獻4[7]從區(qū)塊鏈技術(shù)教學(xué)、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的教學(xué)平臺和區(qū)塊鏈技術(shù)校園傳播三個視角論述了“區(qū)塊鏈+”教育在歐美教育領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，進而探討了“區(qū)塊鏈+”教育的價值和意義，區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用對社會和個人均存在積極影響，包括滿足學(xué)習者去中心化的學(xué)習需要，擴大受教育機會，提高國家的教育投入，增強個人競爭力和職業(yè)發(fā)展能力以及促進社會創(chuàng)業(yè)等。

由此可見，“區(qū)塊鏈+教育”受到我國研究者越來越多的關(guān)注，區(qū)塊鏈技術(shù)已逐漸成為教育領(lǐng)域的研究熱點。表明區(qū)塊鏈技術(shù)作為底層技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，區(qū)塊鏈技術(shù)以及基于區(qū)塊鏈的教育方式正在推動教育領(lǐng)域快速發(fā)展。

3.2 研究熱點與前沿分析

3.2.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)熱點分析

對所分析的文獻的高頻關(guān)鍵詞進行分析，將CiteSpace的節(jié)點類型設(shè)置為keyword得到圖3的高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖，在圖3中，節(jié)點圓圈直徑越大，表明此關(guān)鍵詞在文獻中出現(xiàn)的次數(shù)越多。表3的高頻關(guān)鍵詞表更清晰地展現(xiàn)出了這些關(guān)鍵詞在文章中出現(xiàn)的頻次，以及該關(guān)鍵詞的中心性。

圖3 高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

表3 高頻關(guān)鍵詞表

從圖3和表3可以看到出現(xiàn)頻次較多的詞主要有區(qū)塊鏈、智能合約、人工智能、大數(shù)據(jù)、學(xué)分銀行、去中心化、信息安全、學(xué)位證書等，這些關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次較多，表明這些方面是“區(qū)塊鏈+教育”的研究熱點。從技術(shù)方面看，區(qū)塊鏈技術(shù)可能利用其“智能合約”與“去中心化”的特點與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合共同促進教育領(lǐng)域的發(fā)展；在應(yīng)用方面，區(qū)塊鏈可能能夠更好地保護學(xué)生與老師的信息安全，確保學(xué)分不被篡改，保證公平性。從教育改革方面來看，區(qū)塊鏈能夠促進高效的教育形式的改革，推進智能教育的發(fā)展，同時有利于終身教育的發(fā)展。

3.2.2 聚類分析

關(guān)鍵詞聚類圖譜建立在關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜上，對共現(xiàn)的關(guān)鍵詞進行分類得到的關(guān)鍵詞聚類圖，如圖4所示。每個聚類由多個密切相關(guān)的詞組成的。在關(guān)鍵詞聚類分析中，Modularity 聚類模塊值(Q值)和Sihouette聚類平均輪廓值(S值)表征著聚類效果是否有效。一般認為Q>0.3聚類結(jié)果是合理的，S>0.7聚類是令人信服的。這里聚類使用對數(shù)似然率算法(LLR算法)，生成關(guān)鍵詞聚類圖譜，Q=0.5659且S=0.9568,所以得到的結(jié)果是比較合理的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)N=208，連線數(shù)量E=385，中心度D=0.0179。最終，得到13個聚類標簽，根據(jù)這些標簽可以將區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的應(yīng)用主題分為技術(shù)、作用模式、應(yīng)用場景三類。

圖4 關(guān)鍵詞聚類分析圖譜

(1)教育領(lǐng)域應(yīng)用到的區(qū)塊鏈技術(shù)：與技術(shù)相關(guān)的標簽有#0智能合約、#1人工智能、#2以太坊、#3去中心化、#12聯(lián)盟鏈，這些都是構(gòu)成區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)。

#0智能合約標簽下的關(guān)鍵詞有區(qū)塊鏈應(yīng)用、安全多方計算、差分隱私、數(shù)據(jù)共享。#1人工智能標簽下的關(guān)鍵詞有開源系統(tǒng)、智能生態(tài)、5g+ai;數(shù)字孿生；與#2以太坊聯(lián)系緊密的關(guān)鍵詞有信息安全、電子證照、秘密分享；#3去中心化下的關(guān)鍵詞有職業(yè)教育、業(yè)財融合；#12聯(lián)盟鏈相關(guān)的詞有數(shù)字圖書館、可信共享、數(shù)據(jù)共享、信息孤島。

由這些關(guān)鍵詞可知，區(qū)塊鏈技術(shù)利用其去中心化的特點正在打破傳統(tǒng)教育管理者對于教育的絕對管理權(quán)，促進教育向更加公平的方向發(fā)展[8]。利用智能合約能夠?qū)W(xué)生的基本信息，以及每次考試的成績及時傳送到網(wǎng)上并儲存，并且這些信息一旦生成便不可篡改，有效減少了學(xué)歷以及成績作假的現(xiàn)象，應(yīng)用聯(lián)盟鏈，能夠打破信息孤島，促使不同高校之間進行學(xué)術(shù)交流。人工智能技術(shù)，是區(qū)塊鏈應(yīng)用于教育強有力的技術(shù)支撐，二者共同推動教育向更加智能化的方向發(fā)展。

(2)區(qū)塊鏈作用于教育的模式：與模式相關(guān)的標簽有#8融合、#9產(chǎn)業(yè)融合、#10產(chǎn)教融合。#8融合標簽下的關(guān)鍵詞有在線學(xué)習、學(xué)習成果認證、學(xué)習過程評估；#9產(chǎn)業(yè)融合下的關(guān)鍵詞有共享經(jīng)濟、數(shù)字經(jīng)濟、風險規(guī)避；#10產(chǎn)教融合下的關(guān)鍵詞有產(chǎn)教融合、聯(lián)盟、治理機制。

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習領(lǐng)域，作為底層技術(shù)，能夠創(chuàng)建更好的學(xué)習平臺，為更多優(yōu)秀的教師提供更多的優(yōu)質(zhì)平臺，有助于教育走向市場，促進產(chǎn)教融合，同時有利于學(xué)生獲得更加優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源[9]。

(3)區(qū)塊鏈技術(shù)作用于教育領(lǐng)域的應(yīng)用場景：分別是#4學(xué)分認證、#5圖書館、#13新高考。應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)讓學(xué)生成績上鏈能夠為學(xué)分認證環(huán)節(jié)提供便利，傳統(tǒng)圖書館圖書館需要管理員將圖書進行分類放置，手動填寫讀者信息，往往這些信息之間不是聯(lián)通的，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)能夠?qū)D書館讀者的基本信息以及借閱信息打通，打破圖書館信息孤島[10]。同時，圖書版權(quán)溯源等問題也將變得容易。2017年9月，我國第一家基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館已經(jīng)在深圳開始營業(yè)。高考中學(xué)生報名信息，與學(xué)生的高考成績存儲也可以應(yīng)用到區(qū)塊鏈技術(shù)。

3.2.3 按時間脈絡(luò)的發(fā)展趨勢分析

通過對關(guān)鍵詞聚類或者高頻詞結(jié)合時間脈絡(luò)進行分析，能夠大致推斷出該主題的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢。

圖5是通過CiteSpace 的 timeline view 功能得出的“區(qū)塊鏈+教育”時間脈絡(luò)演進圖，能夠明顯看到聚類主題以及各個關(guān)鍵詞出現(xiàn)的年份，當連續(xù)出現(xiàn)的時候，會在原來出現(xiàn)的詞頻上加1，連線的兩個端點分別代表該關(guān)鍵詞出現(xiàn)與結(jié)束的年份。通過對關(guān)鍵詞以及時間脈絡(luò)的分析可得，2016年，出現(xiàn)的大多是一些關(guān)于區(qū)塊鏈的基本內(nèi)容；隨著區(qū)塊鏈的發(fā)展，2017—2019年，利用區(qū)塊鏈去中心化以及智能合約等內(nèi)容，區(qū)塊鏈與其它一些技術(shù)結(jié)合如大數(shù)據(jù)，人工智能，逐步應(yīng)用到教育領(lǐng)域；2020—2021年，逐步出現(xiàn)學(xué)業(yè)記錄以及智慧服務(wù)等較為成熟的教育領(lǐng)域的應(yīng)用。

圖5 時間脈絡(luò)演進圖

圖6是關(guān)鍵詞時間區(qū)域圖譜，它能夠準確呈現(xiàn)各個關(guān)鍵詞出現(xiàn)的時區(qū)，準確反應(yīng)每個時間段出現(xiàn)的熱點詞，連線的粗細代表了該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次及其與其他熱點詞之間的聯(lián)系。通過時間脈絡(luò)演進的過程還可推算出“區(qū)塊鏈+教育”的發(fā)展趨勢與前沿，并且直觀地指出高校的教育是區(qū)塊鏈對教育推動的最終目標。

圖6 關(guān)鍵詞時間區(qū)域圖譜

3.3 小結(jié)與建議

通過以上數(shù)據(jù)的可視化分析可知：(1)區(qū)塊鏈去中心化與不可篡改等特點，使其在教育領(lǐng)域應(yīng)用的場景和模式越來越多，如“個性化定制學(xué)習”“圖書館”“學(xué)分銀行”“學(xué)籍管理”“線上教學(xué)”等方面都可以應(yīng)用到區(qū)塊鏈技術(shù)；(2)區(qū)塊鏈的應(yīng)用需要其他技術(shù)的支撐，如通過與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的結(jié)合，促進教育領(lǐng)域的發(fā)展?；趨^(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域應(yīng)用的熱點，提出以下建議：

(1)構(gòu)建個人學(xué)信數(shù)據(jù)，促進產(chǎn)學(xué)結(jié)合。區(qū)塊鏈技術(shù)可以記錄個人的學(xué)籍信息、各種考試以及測試的成績以及學(xué)分等級情況，形成個人信息的大數(shù)據(jù)，利用區(qū)塊鏈分布式以及不可篡改的特點將這些數(shù)據(jù)永久保存并存儲[11]。在必要時，將這些學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)在各高校以及公司共享，達到校企精準合作的目的。

(2)構(gòu)建智能教育自動交易平臺，保證交易安全。區(qū)塊鏈利用其智能合約簽署購買合約并對合約進行存證作為以后出現(xiàn)問題的憑證，保證所有的交易都是安全可靠的，打消學(xué)生受騙上當?shù)暮箢欀畱n。并且，不像現(xiàn)在電商平臺，基于第三方的交易，基于區(qū)塊鏈的所有交易都是自動的，當系統(tǒng)收到購買的申請與付款后，系統(tǒng)會自動將學(xué)習資料發(fā)放，收到資料以后，購買者無需付款，系統(tǒng)會自動付款，同時智能合約會自動記錄購買過程中的細節(jié)信息，保證所有的交易都是可追溯、安全、可靠的[12]。

(3)借閱大數(shù)據(jù)上鏈，構(gòu)建智能圖書館。傳統(tǒng)圖書館，管理員將圖書按照各類擺好，借閱者按照個人喜好進行借閱，管理員將讀者的借閱時間以及書目進行記錄，雖然各種信息是完整的，但形成了信息孤島，各種信息之間不連通，通過應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，將這些信息上鏈，能夠?qū)⑦@些信息打通，消除信息孤島。

4 結(jié)語

區(qū)塊鏈作為一項被國家認可且大力推廣的新技術(shù)，正在與大數(shù)據(jù)以及人工智能等其他技術(shù)結(jié)合，有力地推動著教育領(lǐng)域的發(fā)展，其去中心化和不可篡改等特點解決了教育領(lǐng)域多年存在的一些問題，推動教育向更透明化、智能化、便捷化的方向發(fā)展。同時，區(qū)塊鏈應(yīng)用于教育領(lǐng)域也存在一些問題，比如，由于區(qū)塊鏈技術(shù)透明化程度較高，師生的信息隱私保護問題，如何從技術(shù)和國家政策與法律支持兩方面入手，加強管理。另外，區(qū)塊鏈去中心化和不可篡改的特點對于傳統(tǒng)的教育管理機構(gòu)和管理者也造成了一定的沖擊，這些問題與區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用尚未成熟以及技術(shù)本身的管理機制有關(guān)，因此需要給予更多的重視，加快區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域的深入融合和應(yīng)用。