陈燕等 | “区块链+未来高校”教育创新生态系统构建
摘要：现代信息技术的发展引发了新一轮教育变革，区块链技术与教育教学的深度融合为“未来高校”教育创新生态系统的构建带来了机遇和挑战。文章以区块链技术应用为核心，在分析“未来高校”创新系统构成的基础上，从要素链、链接平台、链接网络三个层面进行顶层设计，构建了“区块链+未来高校”教育创新生态系统并提出该系统的构建路径，指出高校可从多元生态学视角厘清高校内部创新要素链整合、高校与外部群落创新链接平台开放、创新链接网络聚合等三条路径促进区块链技术与“未来高校”教育创新的高度融合发展。文章期望通过研究，为我国“未来高校”的建设提供参考。
关键词：区块链；未来高校；教育创新生态
在大众创新、万众创业的国家战略布局下，新一轮科技和产业革命将重塑每一个行业，教育体系的变革成为必然。2020年，世界经济论坛发布《未来学校：为第四次工业革命定义新的教育模式》的报告（下文简称“报告”）[1]，指出未来需要加强高校与社会相关子系统的合作关系，提高教师的职业核心素质，利用新技术构建全新、动态的“未来高校”形态。但是，目前各高校创新要素共享不足、创新平台开放受阻、创新网络的聚合效应难以有效发挥等成为急需解决的问题。近年来，区块链技术步入科技与行业融合创新升级的3.0版本时代[2]，凭借开放共享、安全高效、合作共赢的特性，与“未来高校”教育创新的需求高度契合，能够有效解决高校教育生态系统建设中的信任机制等问题，有助于突破传统教育机构之间、校企之间、校际之间的时空界限，协同各方力量重构跨校、跨地区、跨行业的教育创新生态系统，为我国教育生态系统的发展注入了新的创新点和动力源泉。基于此，本研究将尝试构建“区块链+未来高校”教育创新生态系统，以期为我国未来高校的建设提供参考。
一 研究综述
1976年，Cremin[3]首次提出“教育生态学”的概念，自此业界学者开始广泛关注教育生态学理论在高校教育领域的应用。“未来高校”是学校系统和整个社会系统以教育生态学理论为指导，采用现代信息技术，聚集创新主体发挥协同作用，以实现学校结构性变革的产物[4]，涉及教学资源供给侧改革、学校空间重构、教学管理流程再造、教学治理转型等内容[5]。随着区块链技术的不断发展，其在“未来高校”中的应用也开始受到关注：①在教学资源供给侧改革方面，多位业界专家提出利用区块链去中心化、多主体协作技术构建开放教育新生态，以实现教学资源、师资资源、学术资源等的共享[6][7][8]。庄园等[9]认为，基于时间戳、共识机制等建立的学术共同体可以有效防范学术不端，保护知识产权。②在学校空间重构方面，Han等[10]认为区块链技术有助于打破教育机构之间的障碍；张立[11]发现，区块链技术的功能和优势与高校产教融合发展的现实需求高度契合，在校企合作及“互联网+”教育生态方面发挥着重要作用。③在教学管理流程再造方面，杜华等[12]研究了区块链在高校学生征信管理、学习账本管理、资源管理模式、公共服务平台系统等方面的应用情况，发现区块链有利于重构高等教育线上、线下的价值信用体系，实现管理平台与资源平台的互通、开放。④在教学治理转型方面，曲一凡等[13]认为区块链有助于构建政府、学校企业、社会机构“共建、共有、公营、共治”的教育协同治理格局，为未来教育变革提供了支撑。
从以上研究可以看出，目前区块链在“未来高校”中的研究主要体现在区块链技术在高校教育中的应用场景，而对于“未来高校”的建设，需从多元的生态学视角探讨如何使不断演进的区块链技术与高等教育创新生态系统建设的诉求相匹配。为此，本研究将首先探究“未来高校”教育创新生态系统构建存在的问题。
二 “未来高校”教育创新
生态系统构建存在的问题
所谓创新生态系统，是指一定区域范围内的创新群落内部、创新群落与社会环境之间相互作用和影响的有机整体。创新生态系统理论为高校教育创新提供了新的视角和切入点：基于创新生态系统理论，高校（生态主体）可以将加强顶层制度设计作为出发点，与其他高校、政府、企业、社会等（生态因子），形成资源开放共享、多主体协同共建、相互依赖共生演进的复杂网络生态系统[14]。因此，本研究从微观层级的创新要素、中观层级的创新平台、宏观层级的创新网络三个方面分析“未来高校”教育创新生态系统协同维度的构成，如表1所示。
表1 “未来高校”教育创新生态系统协同维度的构成
结合“未来高校”教育创新生态系统协同维度的构成，本研究发现“未来高校”教育创新生态系统在构建过程中主要存在以下问题：
1 微观层级：创新要素共享不足
很多学者以创新系统为基础，结合协同学研究了协同创新机制和创新活动，指出创新涉及知识、技术、信息、人才等多种创新资源的交互、转移与共享。目前，“未来高校”的创新要素共享不足具体体现在以下四个方面：①教师的数据素养、智能素养、协同素养和创新素养不够；②创新载体教育资源的共享意愿不足；③政府财政基金、企业扶持基金、金融机构投资基金的支持不足；④高校的基础网络、教学设施、信息技术数据中心等教学技术环境应用缺乏。
2 中观层级：创新平台开放受阻
自国家出台《教育信息2.0行动计划》以来，各高校虽然积极贯彻教育信息化战略部署，但由于在信息化建设过程中缺乏科学规划，盲目跟风引进各式各样的软件平台，导致融合应用创新效率并没有提高；同时，一些高校顶层领导对于“未来高校”的认知不够深入，以商论、企业的言论当作决策的依据，摸着石头过河，反而使创新平台开放合作受阻，制约了高校的发展。具体来说，创新平台开放受阻主要体现在以下几个方面：①教学成果转化平台对接不畅；②科研成果与应用脱节；③知识产权认定和维权困难，交易成本过高；④人才供求不匹配。
3 宏观层级：创新网络聚合效应难以发挥
“未来高校”教育创新生态系统的建设主体在教育信息化建设过程中处于不同的发展阶段、不同的区域、不同的行业，存在不同的管理制度，具有不同的现实诉求、创新观念、行动策略和创新能力，无法基于历史演变与共时逻辑的视角去关注空间、团队、效益的协同作用[15]，因此教育教学内部创新网络的聚合效应难以有效发挥，出现了很多问题：①各高校教师间缺乏无边界交流和知识技能提升的智慧教学生态系统；②在学术研究上难以建立共同研究中心、智库联盟等创新知识和信息拓扑网络结构；③资源共享、人才共育、过程共管等智能和泛在互联的产学研合作能力不足；④个性化学习、体验式学习、协作学习等集成智慧的学习社区网络缺失。
面对上述问题，区块链以分布式账本、共识算法、智能合约等为核心技术，促使各类高校、科研机构、企业、中介机构等开放型创新主体形成互连的创新要素链、创新平台链、创新网络链，可以更好地解决目前高校在教育生态系统创新过程中遇到的问题。
三 “区块链+未来高校”
教育创新生态系统的构建
本研究以生态学理论为基础，构建了“区块链+未来高校”教育创新生态系统，从要素链、链接平台和链接网络三个层面进行顶层设计。前期，将区块链底层技术嵌入与区块链耦合度较高的应用场景，即各种创新教育资源和信息资源的点对点交换过程中，保证实现更多创新教育资源和信息资源的耦合效应；中期，将区块链底层技术嵌入教育成果创新平台应用场景，推动平台之间链链相接，达到“以链治链”的目的，实现教育的开放效应和外溢效应；后期，将区块链底层技术嵌入不同类型的教育创新共同体网络，获取创新主体集聚、创新资源整合的网络集成效应和聚合效应，如图1所示。
图1 “区块链+未来高校”教育创新生态系统
1 构建“区块链+未来高校”教育创新生态系统的要素链
（1）师资水平培养
依托各高校、企业、在线教育平台等制定网络化、链接型教师的培养和水平提升计划，将区块链技术嵌入师资水平提升链条，以信息共享机制打破教师之间的单位界限、区域界限、行业界限，把各自为战的“独立团”组合成联合作战的“集团军”，提高教师的智能素养、数据素养、协同素养和创新素养。高校教师通过区块链节点，组建跨时空、超学科、跨模态、跨组织的教学教研小组、学科专家小组和研发团队协同设计课程，提高课程质量，打造智慧化课堂。企业通过区块链共享行业会议、师资培训、发布重要事件和讲座信息等，帮助教师及时更新专业知识和技能。教育教学与企业高度融通、融入和融合[16]，有助于培养“双元双优”型教师。
（2）教育资源共享意愿
鼓励各资源提供主体采取创新“知识券”等资源经费补助措施，支持教育生态系统跨时空、跨行业共享创新载体的学术界、产业界优质教育资源[17]。首先，区块链技术利用网络拓扑结构将各创新主体的资源按节点和区域划分，通过识别优势资源和整合同类资源，构建新的去中心化教育资源流通模式，实现教育资源的精准选择。其次，打破不同子系统的信息壁垒，各高校、企业、在线教育机构通过“知识券”将应用数据信息上链、存证、追溯，多节点同步参与共同见证，实时获取“知识券”应用过程的生命周期信息，保证各类型参与主体分布式账本的一致性。另外，将智能合约机制嵌入“知识券”应用全过程，实现“知识券”应用的自动审批、自动兑付，向资源供给者提供权益保障，提升更多创作者的共享意愿，不断丰富教育资源。
（3）资本的开源与节流
未来学校教育生态系统的发展和完善，需要集合政府财政基金、企业扶持基金、金融机构投资基金，以有效实现资本的开源和节流。区块链技术的发展优化了高校资金管理模式，依托政府建立高校资本投资担保中心，用链链相接的方式打造基于区块链技术的高校融资链条，让包括企业在内的社会资本和高校资金应用实现有效对接，汇集各方资源拓宽资金来源渠道。区块链去中心化、可溯源技术可帮助各高校、企业、政府、金融机构节点建立资本信用信息管理系统，给高校资金流的管理营造一个开放、透明、可追溯、不可篡改的环境。高校资金的使用情况均可在系统中统筹规划和管理，故提高了资金的使用效率、降低了成本。
（4）现代信息环境资源
《报告》指出，新一代信息技术的应用改变了教学方法和学习过程。通过区块链底层技术与环境资源服务场景相结合，搭建“物理空间+知识空间+社区空间”等多样化的教学空间，实现“教学、研究、讨论”三位一体的多功能教学场景。通过区块链+5G、物联网等重构学校学习的物理空间，促进安全、虚实融合校园形态的形成。通过区块链+人工智能打破个人、组织、机器等不同主体间信息的屏障，重构学校的知识场，实现高效率的知识结构，提升高校、企业对人工智能的信任和接纳度[18]。通过区块链+大数据、云计算等学习分析技术实现社会交互的学习环境，采集和分析学习活动的海量数据，创建灵性、高效的学校形态。
2 搭建“区块链+未来高校”教育创新生态系统的链接平台
（1）教学成果转化链接平台
通过构建系统化、多层次的互联网教学成果平台体系（包括高校教学成果平台、在线教育机构教学成果平台、产教融合教学成果平台、大数据平台等），在互联网平台上重塑教学模式，推进高校教学从直线式教学向并联式教学转变。以区块链+教学成果转化链接平台为载体，建设多方主体参与的教育资源和信息共享平台系统，促进知识引进、知识转化、知识应用的集成，实现教学各类型平台的“自组织”运行和“教学成果”自动链接。在大数据共享和开放的基础上，开展数据集成导向的教学成果转化活动，吸引更多的教师、企业甚至高校学生参与教学改革，实现教学成果供需双方的精准对接。
（2）科研成果转化链接平台
为确保高校研发的成果满足企业发展和市场的需求，加快构建高校、企业科研成果交易平台系统，形成技术交易和科研成果转化网络，推进成果的转让和承接的高效衔接。发挥区块链多中心、可追溯、不可篡改的优势特性，提供科研信息发布、线上成果展示、交易数据共享、智库数据库建设等功能，形成科研成果转移、科研成果转化、科研成果产业化三大服务模块和各地区高校科研、企业产业发展的结合链条，推动高校科研成果有效嵌入地区产业协同创新群体，实现科研成果供需的高效对接。
（3）产权交易平台
探索建立参与主体教学、科研、信息产权在线交易机构，采用国际化、市场化运行机制，创设知识产权审判机构和快速维权援助中心，实现产权快速协同保护。推动区块链底层技术与产权交易平台相结合，形成联盟标准，建设教学科研专题数据库，构建知识产权信息检索与咨询服务平台，并通过智能合约自动实现知识产权的转化应用、交易许可等业务。基于区块链加密技术和时间戳技术，保存高校、企业、科研院所、教师等在平台上集成发布和交易教学资源、科研资源的时序数据，以有效确定产权归属。依托产权在线交易系统，为用户提供全天候、自动化的“线上交易、平台结算”等服务，促进产权主体的紧密合作。
（4）人才成果转化链接平台
“以成果为导向”的人才培养模式需要不断注入创新思维，培养实战人才。加快构建人才成果展示平台系统，有助于缓解人才需求侧与供给侧的矛盾，促进人才质量和人才技能的螺旋式升级。区块链共识机制的推行，有助于多方搜集教育人才学习过程中的数据，以提供可信的人才价值评价依据。依靠这些数据，企业以职业、能力为导向发布需求；投资机构以资本利润为导向评估商业价值；高校开展多学科的聚合评价，将从结果导向的终极考核评价转为过程导向的精细调控，形成人才成果动态、综合、科学、透明的评价机制。各方机构运用经济学边际思维培养人才，可推进人才成果供需实现精准对接、高效转化。
3 构筑“区块链+未来高校”教育创新生态系统的链接网络
（1）教学共同体链接网络
依托高校联盟、校企联盟、校网联盟，推动教学平台布局优化，全面提升教育链中庞大的高校、企业集群对教学资源共享的吸纳效应，使其共同融入高校共同教学研究中心，参与全链信息资源配置，形成相互依赖、相互支持的“众创”教学生态系统。推动区块链底层技术与教学共同体链接网络相结合以破解封闭的知识体系，横向上实现高校、企业、社会、个人的超学科、跨机构、跨院校、跨行业的共联互通，帮助其及时、有效地分析教学信息，共同编撰教材、商定教学模式和教学方法、进行专业课程设计和学科建设，重构知识体系；纵向上并联国家教学资源、省级教学资源、校级教学资源，建立教学公共服务系统网络[19]。以信息技术建设为基础，以课程为纽带，通过区块链可信机制，推进参与主体“全流程”协同合作纵横链接，搭建有安全的学习环境、优质的教学团队、丰富的教学资源、高质量的课程、公平的教育评估、高效的教学治理的教学共同体网络。
（2）产学研共同体链接网络
加快产学研合作、产业链合作、教育链合作，构建一个相互支持、相互依赖的产学研用一体化生态网络，全面提升高校在科技创新中的引领效应、企业对科技创新成果的吸纳效应和反馈效应。由各级政府政策引导、企业积极参与、高校提供理论方法和人才支持构建多方协作的“联盟链”[20]，促进各类型创新节点、关联企业节点、核心高校节点和平台节点通过智能合约和共识机制，实现区块的自动链接。在“联盟链”上，利益主体通过信任合作和“价值共鸣”实现产教深度融合。充分发挥各行业企业的龙头作用，引导龙头企业与高校联合搭建科技成果转化功能性平台，形成基于数字空间的“前沿科研+项目开发+成果转化+实际应用”全链条教育、产业生态集聚。
（3）学术共同体链接网络
依托高校联盟、科研院所、企业，推动区块链底层技术与学术共同体链接网络相结合，促进大学、科研机构、企业等形成扁平化的“联合创新网络”，建立高校共同研究创新中心，开展多学科、跨领域、跨院校的学术整合和交叉研究。科研主体在学术关系网络中开展科研前景讨论、科研成果共享、科研困难共商等活动，将多种优质学术资源进行开放式聚合，促进基础科研和前沿科研领域的协同创新，实现高校从“分布式”科学研究向“工程式”科学研究方向的转变和突破。
（4）人才培养共同体链接网络
“未来高校”是以一种基于未来人才培养需求和新信息技术深度融合、创新而形成的新形态育人场域。各主体通过数据确权、智能合约和网络共识等机制可信合作，探索数据驱动的个性化学习、虚实融合的体验式学习、项目导向的协作式学习等内容丰富、层次多样、方式灵活的教学方式和教学路径。区块链对等传输机制全天候自动记录学生的学习路径、学习内容及学习成效等个性化数据，以形成“精准画像”；各高校在科学测评学生潜能特征的基础上，重构和整合多元、多科目的课程资源，保障学生个性化学习的需求。高校与企业共同探索“育人为本、产业为要、产教融合、现在学徒制、创新发展”的人才培养路径，通过相关教学项目的设计，引导学生开展基于问题的体验式学习和协作学习。
四 “区块链+未来高校”教育
创新生态系统的构建路径
对于“区块链+未来高校”教育创新生态系统而言，仅有顶层设计还不足以保障其顺利实现，而需进一步关注其构建路径。“未来高校”教育创新生态系统是一个开放且与外界存在紧密联系的组织[21]，从高校内部来看，需要配置高质量的校内教学、科研、师资、知识资源等创新要素链；而从外部环境来看，需要与外部群落基于产业链（企业群、高校群、教育平台产学合作）、创新链（高校群、企业群、科研机构知识合作）、资金链（政府、企业、金融机构、投资机构提供资金支持）、服务链（政府、科技中介、行业协会提供服务）等促进创新链接平台开放、创新链接网络高度聚合。区块链私有链技术利用访问权限严格控制、数据保护等与集中性系统相似的特点，整合学校内部的管理支持系统和教学资源、教学过程共享系统、科研系统，进一步有效推动高校内部创新要素链整合，由此形成了互联链智链校园。区块链公有链技术对部分涉及产权的区块数据进行加密和保护，促进各参与主体构建开放的创新链接平台。区块链联盟链技术凭借多中心化、身份可验证等优点共享和储存信息，利用共识机制解决高校教育生态系统参与主体的信任问题，大幅提高协同创新效率、降低交易成本，利用点对点技术实现参与主体相互监督和共同协商，形成“高校—企业—市场—政府—教育机构”五位一体的、螺旋式聚合的高校创新生态系统链接网络。基于此，本研究设计了“区块链+未来高校”教育创新生态系统的构建路径，如图2所示。
图2 “区块链+未来高校”教育创新生态系统的构建路径
1 基于私有链实现高校内部创新要素链整合
高校作为教育创新生态系统的核心，搭建私有链智能实现各部门跨平台的创新要素对接。各部门通关链路达成共识，凭借智能合约，既能按照传统方式对内部资源进行管理，又能智能识别、统筹其他部门的资源：①高校内部教学团队和科研团队加强学科链和学术链的联系，一方面将高水平科研成果引入教学内容，将科学思维和科学方法融入教学过程，促进科研资源转化为教学优势；另一方面培育跨学科的科研教学团队，开展“双创”教育。②高校内部相关管理团队建立基于区块链的行政审批系统优化办公流程，利用区块链可追溯时间戳技术代替层层审批的签字、盖章，提升办事效率。区块链技术应用于师生素质评价，确保教学评价和教学治理过程中数据的精准性、安全性、规范性、真实性。③智慧图书馆拥有强大的数据库和丰富的馆藏图书、期刊等，可为教学团队和科研团队提供强大的知识储备。因此，以知识链为基础，通过区块链大数据分析本校师生相关资源的使用情况，可以构建学科群知识体系结构，为图书馆资源采购、学科建设等战略性方案提供数据支撑。
2 基于公有链促进高校与外部群落创新链接平台开放
区块链公有链是一种完全去中心化的技术，对任何个人和团体都完全开放。高校与外部群落通过共用一个开放的链接平台系统，参与共识过程，获取链上的全部信息数据：①建立各方评价系统，对资源进行数据分析、评价，通过区块链公有链的金融货币功能，制定符合平台开放的虚拟币激励机制和市场机制，最终形成开放度广、可信度高、公开透明的创新链接平台。②政府、社会团体可以随时对平台进行查询、监督，防止搭便车行为，保护各方资源的原创性和版权。③共有平台数据库记录各参与主体在平台的上传、下载、点击数据量。④各参与主体根据偏好对资源进行创建、分享和获取，满足“未来高校”教育创新生态系统多样化、复杂化和个性化的需求。
3 基于联盟链实现高校与外部群落创新链接网络聚合
区块链联盟链技术组合创建了一种全新的信息网络架构，有助于高校与外部群落建立协商互动、资源整合、利益共享、责任共担的教育创新生态系统联盟链：①高校积极拥抱技术，加强基础设施建设，对各群体的创新资源进行有效整合，通过需求发布、创新资源匹配、智能云服务等破解创新资源的不对称瓶颈。②外部企业群与高校之间构建产学集群网络，实现资源交流共享、人才培养协同。借鉴美国在加州北部以斯坦福大学和加州大学伯克利分校为依托，聚集6800多家企业，形成产业集群、高校集群互联互通的产学集群网络，由此创造了“硅谷”奇迹的经验，以区块链信任机制搭建“教育链—人才链—创新链—产业链”四位一体的教育创新生态链。企业群及时更新产业链发展的前沿知识和技能，高校将前沿技术方法引入课堂，为企业流程再造、高校办学模式创新助力。③科研院所、实验室提供知识保障。一方面，聚焦前沿理论，发挥知识生产与技术创新的“领路人”作用，与高校、企业共建产学集群生态系统；另一方面，与高校科研团队协同合作成立科学知识转化团队，促进技术革新和知识转化、扩散。④政府从供给、需求、服务三方面提供制度保障，搭建符合高校教育创新生态体系的区块链底层开源技术和资源共享平台，实现高校、企业创新需求、科研机构创新资源供给的有效信息对接。具体来说，在供给方面，提供智慧图书馆、数据库、现代信息技术等支持，以及研发经费、专项资金和基础设施建设等支持；在需求方面，通过服务外包、政府采购等，促进创新群落的协同合作；在服务方面，通过财政支持、税收优惠、完善的法律法规建构，引导企业、科研院所等积极参与产学融创建设[22]。⑤金融机构、投资机构、科技中介、行业协会共同组成教育创新生态系统辅助网络，提供资金和服务保障。⑥对接其他相关课程平台，建立全媒体学习生态，整合外部教育机构的在线开放课程、在线直播课程优势资源作为高校教学资源的补充和延伸[23]。⑦外部高校与高校之间是一种竞合博弈的关系。很多院校在专业设置、教学治理、人才培养模式等方面存在一定的趋同性，而在联盟链信息互通、经验共享的基础上寻求异质化优质资源，可以促进教育不断创新，如基于联盟链的智能合约建立高效联盟利益分配机制、绩效评价机制等，可节约高校联盟协同管理的成本。
五 总结与展望
“十四五”规划时期，信息技术的发展正推动教育方式发生深刻的变革。本研究探讨了“区块链+未来高校”教育创新生态系统的构建及其构建路径，破解了目前各高校教育教学过程中存在的创新要素共享不足、创新平台开放受阻、创新网络的聚合效应难以有效发挥等难题，旨在大幅度提高参与主体协同创新的效率。但是，从目前的研究到教育实践的深度融合还有一定的差距，需从以下几个方面做进一步探究：①从校际协同、校网协同、校企政协同的“三协同”与创新要素共享、创新平台开放、创新网络聚合的“三创新”出发，收集相关的微观数据与宏观数据，分析各高校教育生态创新情况，为进一步实证分析区块链+教育生态创新的效应奠定基础。②梳理区块链技术在教育生态系统创新节点、平台、网络等层面的国内外应用案例，结合本校所处的智联校园发展阶段，更细致地探索区块链技术促进“未来高校”教育生态协同创新的路径。③发挥顶层设计的作用，研究“区块链+未来高校”教育生态协同创新的运行规范和政策体系，通过区块链智能合约、非对称加密算法等核心技术，制定以信用为基础的技术规则和监管模式，在各个创新主体之间的合作行动过程中不断完善，拓宽合作创新的深度与广度。
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