摘要：区块链技术是第四次工业革命的关键技术，因其具有去中心化、防篡改、公开透明的技术特性，在工作生活的各方面具有广泛的应用潜力。区块链技术在教育教学方面也取得了一定的发展，对教育教学的影响日益体现，本文在分析区块链技术产生及工作原理的基础之上，探讨区块链技术对当前院校教育教学所带来的冲击和影响，从而为院校教育教学的发展提供思考。
关键词：区块链；教育；教学
一、区块链技术的概念
区块链是一种分布式账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、公开透明等特点。所有人都可以参与到数据库年的维护之中，并可以向区块链递交新数据，但是该数据只有经过节点中51%共识之后，才能添加到数据库之中，一旦数据添加完毕就不可修改和删除，且区块链节点中的每个人都可以查看该数据[1]。
1.区块链的产生
区块链技术应用最广为人知的就是比特币，2008年在美国金融危机爆发之际，化名为“中本聪”的人发表了《比特币：点对点电子现金系统》的论文[2]，论文提出了一种点对点的电子现金交易概念和模型，从一方发送电子现金到另一方，不需要依靠第三方的金融机构，从而提高交易的效率降低交易成本。
2.区块链优势
区块链技术假定网络攻击者同时来自于外部和内部，采用无边界防护的方式，该技术利用网络的集体力量积极对抗恶意行为者的动作，也就是说区块链能够利用以多打少的不对称优势，从而提供一种内在安全功能，并能够根据应用需求添加其他安全功能。基于这些优势，区块链能够在没有可信中心权威机构的情况下在开放的互联网上安全运行。
3.区块链的技术原理
区块链是基于密码学方法产生的一连串由数据块组成的分布式账本系统，区块中包含大量的交易信息。按照区块生成前后顺序进行排列，区块中包含图片、视频、文档等数字信息。交易时通过数字签名进行保护，比特币的持有者要证明其“私钥”的所有权才能在线交易，接收比特币的一方使用发送者的“公钥”在交易上验证数字签名，每一项交易都被广播到比特币网络中的每个节点，并在验证后记录在公共账本中。
二、区块链技术的构成与核心技术
1.区块链的构成
区块链基础架构模型分为六个部分，该架构包括数据层、网络层、激励层、共识层、合约层和应用层[3]。数据层是主要进行数据的存储，并能保证交易过程的安全性；网络层主要进行数据的传输和验证，在数据传输和验证的过程中，为防止网络攻击，通过共识层使各网络节点达成共识。在交易数据传输的过程中，为鼓励各个节点进行安全验证，通过激励层的激励规则去激励诚实节点进行验证，同时惩罚违法不诚实的节点。区块链模型在交易当中，智能合约可以在无人操作下，按照既定条件自动执行，应用层就类似于手机中的APP，该层封装了生活中的各种应用场景。
2.区块链的核心技术
（1）哈希计算
区块链采用的加密算法被称为哈希算法（SHA），该算法能够通过计算将任意长度的数字信息转换为固定长度的字符串，如SHA256算法处理后的数字信息，能够输出256位的字符串。该算法是单向计算，在全局范围内，输入数字信息和输出的字符串信息具有全局唯一性，该算法解决了在不直接检查原始数字信息的基础上能够验证一段数据的完好性。
（2）共识机制
区块链是去中心化的记账系统和数据库，能够在无需中心节点的情况下，通过共识规则，保证交易过程中的数据存储的安全性，通过奖励诚实节点进行安全验证，并使记账系统当中各个节点记账数据保持一致，同时惩罚作恶的节点，使得作恶成本大于诚实节点的激励收益，从而使得区块当中各个节点达成共识，共识机制奠定了区块链系统的安全性，从而使得区块链能够在公开的网络中安全运行，在区块链中主要有以下三种共识机制：PoW、PoS、DPoS等[4]。
（3）时间戳
时间戳能够在去中心化的网络节点中验证一份数据在特定时间的完整性，区块链数据库让区块中的账本维护者对每个区块盖上时间戳，以表示这个数据的写入时间，从而保证其在数据库中不可更改、不可伪造[5]。
（4）链接关系
区块链就像链条一样将每个区块都连接起来，区块链中的区块包含区块体和区块头两部分。
区块体中包含该区块的交易信息，区块头包含前一区块的哈希值，也包含用来计算挖矿难度的随机数。
三、区块链技术在教育教学中应用
当前多数院校利用互联网技术实现资源共享，但整个过程周期长，共享效果差，不能满足学员差异化需求。当前教育在学员成绩评定和教员评价方面，由于信息不完整，导致成绩评定和评价方面片面化。同时在教育教学中，在对学员进行考评的过程中，教员需要出具学员平时表现，考试成绩，实践操作成绩等信息，既存在教员主观评定、不能全面了解学员学习情况，同时也存在办公冗余，效率低下的问题。工信部2016年发布《中国区块链技术和应用发展白皮书》指出“区块链系统的透明化、数据补课篡改等特性，完全适用于学生征信管理、升学就业、学术、资质证明、产学合作等方面，对教育就业的健康发展具有重要价值”[6]。因此，区块链在教育教学领域具有很大的潜力，当前区块链技术在教育教学中的应用主要集中在如下几方面。
1.教育资源共享
区块链技术在进行教育信息传递过程中是去中心化，不需要利用可信的第三方，能较好解决传统教育教学中中心节点对教育资源的浪费。通过区块链技术能够有效实现教育资源的共享，由于在区块链当中每个人都是一个节点，因此在教育教学当中，可以通过点对点的信息传递，使得教员和学员之间建立信息桥梁，通过相邻区块广播教育教学资源，学员根据学习需要通过验证机制访问教学资源，这样既能够使得教育教学资源服务给目标学员，也能进一步降低传统教育资源采集和发布成本，提高教学效率，也能充分发挥学员个性化学习的成效，从而均衡达到教育资源共享的目的[7]。
2.学员资源管理
随着互联网的普及，学员获取信息以及学习知识变得更加多样化，个性化学习已成为共享经济环境下学习新知、掌握技能的有效途径。学员资源包括学员学习的知识、技能、特长等，作为院校如何实现对学员资源管理变得尤为重要。基于区块链技术能够帮助院校更全面的了解和管理学员的信息，从而更加有针对性的提高教学水平。同时教员授课，学员听课的所有记录都能存储在链上，能够做到教员评价，学生反馈和教学结果的公开透明，从而实现非人工操作的管控，辅助智能化决策，提升了教育管理效率。
3.学历学位认证
学历学位证书是向他人证明自身学习能力、水平的重要依据，在进行职称评定和人才选拔时学历学位是重要凭证。然而学历学位一方面存在弄虚作假的问题，另一方面单纯依靠学历学位无法全面的展示一个人的综合素质。区块链技术的分布式信息管理、不可篡改、去中心化的特征，能够将学员的整个学习过程完整的记录下来，院校能够实时记录学员在各个平台学习软件系统中的学习痕迹，通过智能合约记录学员学习的质量，根据其学习的具体情况对学员做出客观评价，作为颁发学历学位证书的依据，同时将学习期间相关奖惩情况、实践活动等情况储存在区块链之中，由于存储的信息都是经过加密，不可篡改，所以采用区块链技术进行学历学位证书更加安全和全面[8]。
四、结束语
区块链技术作为具有革命性的价值互联网技术，基于该技术的创新应用也在积极尝试之中，这使得教育教学模式改革产生新的可能，区块链技术在教育领域的广阔应用前景，也将为中国教育实现创新人才的培养做出新的贡献。
参考文献
[1]张亮, 刘百祥, 张如意, et al. 区块链技术综述[J]. 计算机工程, 2019, 45(05):7-18.
[2]Nakamoto S. Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system[OL]. <https://bitcoin.org/bitcoin.pdf>
[3]何小东, 易积政, 陈爱斌. 区块链技术的应用进展与发展趋势[J]. 世界科技研究与发展, 2018, 40(06):82-93.
[4] 李萍. 区块链中的共识机制[J]. 法制与社会, 2019(25).
[5] 舒航, 张高煜, 赵厚宝,等. 区块链技术研究综述[J]. 福建电脑, 2019, 35(01):5-7.
[6] 李明飞, 许晓文. 区块链技术在高校教育领域中的运用[J]. 智库时代, 2018, 164(48):123-124
[7] 孙璐荣, 黄磊, 刘佳. 基于区块链技术提高教育教学质量的研究[J]. 现代经济信息, 2019, 000(001):471,480.
[8] 李青, 张鑫. 区块链：以技术推动教育的开放和公信[J]. 远程教育杂志, 2017(1).