“1+X”證書教育服務平臺的區塊鏈技術架構

■趙成杰，董金明，滕希

（1.安陽學院，河南 安陽 455000；2.江蘇師范大學，江蘇 徐州 221100）

增強適應性、實現高質量發展是我國職業教育在“十四五”時期的發展主題?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》（以下簡稱《規劃綱要》）中明確指出要提高職業教育適應性，推行“學歷證書+職業技能等級證書”制度，要創新辦學模式，深化產教融合、校企合作[1]。

因此，“1+X”證書制度建設在對接科技發展趨勢和市場需求，構建校企命運共同體、提高人才培養質量，變革人才培養評價模式和培訓模式以及暢通技術技能人才成長通道，搭建學歷證書與非學歷證書“立交橋”三方面有極高的價值[2]。然而，當前的“1+X”證書制度推進和建設過程中存在回應終身學習主體訴求不全面，多元主體參與度不足、協同性不強，數據的安全性不夠、業務效率不高等問題[3]。建設基于區塊鏈技術的“1+X”證書教育服務平臺既是解決上述問題的有效路徑，又是“十四五”時期“1+X”證書制度落地實踐和充分應用的關鍵著力點。

一、區塊鏈技術的特征與優勢

《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書（2016）》中定義區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊連接組合的鏈式數據結構，并用密碼學方式確保數據不可偽造和不可篡改的分布式賬本[4]。區塊鏈以區塊為基本組成單元，每個區塊由區塊頭和區塊主體組成。其中，區塊頭主要存儲區塊的元信息，包括創建的時間戳、Merkle 根以及前一個區塊的地址，區塊體存儲交易的數據信息。其主要功能包括，分布式存儲、智能合約、共識機制、密碼學技術、時間戳等。

區別于其他新興技術，區塊鏈技術作為一種協議架構，其本身就蘊含著共享、開放、協同、共治的理念，在推進“1+X”證書制度改革的過程中，有其特有的技術優勢。簡單來說，區塊鏈的技術優勢包括四個方面。

第一，鏈式時間戳助力學生終身學習。時間戳可作為區塊數據寫入日期的存在性證明，因此，學生的任何學習記錄都有跡可尋，通過區塊創建時間和學習者的數字簽名即可追溯任何時間段學習者的學習日志，再借助學習分析和智能推薦技術，可真正構建服務于學習者終身學習和個性化學習的路徑。

第二，智能合約助力業務流程安全高效。智能合約是一種將合約條款寫入腳本的自動執行協議，任何節點之間無需第三方即可直接進行交易，因此，業務合約可以智能高效執行，最終實現系統的“自組織運行”。并且采用非對稱加密技術的智能合約可以確保業務信息不可篡改、不可偽造，進一步加強了系統業務的可信度。

第三，分布式賬本助力多元主體協同聯動。分布式賬本技術可促進各組織機構底層數據庫的互聯共通，促進信息資源、教育資源、實訓資源的開放共享，充分協調系統中多元主體的利益訴求，降低不同節點間信息交易的時間和開支成本，提高業務主體的參與積極性，實現各主體跨區域、跨部門協同聯動。

第四，密碼學技術助力教育數據安全保密。區塊鏈中加密技術應用較多的有非對稱加密技術和哈希算法。由于不需要用戶節點交換密鑰，因此，區塊鏈的非對稱加密技術相比于傳統的對稱加密技術安全性更高，用戶節點通過公鑰和私鑰即可對數據進行加密和解密，有效保護自己的數據安全和隱私。哈希算法在構建職業教育學分銀行區塊和確認學習成果交易的完整性上被廣泛使用，實現了交易信息的安全防篡改[5]。

二、“1+X”證書教育服務平臺的區塊鏈技術架構

“1+X”證書教育服務平臺的建設目的就是為了使證書的管理和使用變得更加智能、簡單和高效，從而增強職業教育適應性、推進“1+X”證書制度落地實踐、深化校企合作以及服務于學生個性化學習和終身學習的實現。構建基于聯盟鏈組織形式，并將共識層與合約層作為技術支撐層的“1+X”證書教育服務平臺，是實現多主體協同聯動、業務高效辦理的基礎結構。

（一）“1+X”證書教育服務平臺的區塊鏈技術總體框架

“1+X”證書教育服務平臺的聯盟鏈技術框架自下而上可分為數據層、共識層、合約層、支持層和管理層等，如圖1 所示。

圖1 “1+X”證書教育服務平臺的區塊鏈技術總體框架

基于聯盟鏈技術的“1+X”證書教育服務平臺主要由三大模塊組成，第一個模塊是聯盟鏈的技術架構模塊，這是整個服務平臺的技術支撐，其包括數據層、共識層和合約層。其中，數據層不僅包括區塊頭數據，如當前區塊的元信息，還包括區塊體中加密封裝的學分銀行數據、職業院校數據、企業數據和第三方機構數據。共識層主要包括授權、背書、排序、權益證明、分布式和驗證等各類聯盟鏈共識算法，其主要是提供聯盟鏈系統運行維護的規則，保證各節點間交易的一致性和共識的有效性。另外，對于聯盟節點的管理包括身份注冊、身份認證和組織。合約層主要封裝了智能合約、合約腳本和合約模板等合約條款，以及相應的注冊合約、查詢合約、惡意檢測等合約服務。第二個模塊是支持服務模塊，其主要為聯盟鏈技術框架提供支持服務，包括加密服務、隱私保護、決策支持、訪問控制和監管等服務，為聯盟系統的“自組織”運行提供支持。第三個模塊是管理模塊，其主要保障平臺的穩定運行，包括提供節點管理、服務管理、用戶管理、日志管理、狀態監控、告警管理、合約管理和聯盟治理等功能。

除此之外，通過“1+X”證書教育服務平臺的SDK 和API 接口，可以向教育部門、職業院校、企業、第三方機構、學習者等用戶提供信息檢索、信息下載、信息共享、數據分析和智能報告等服務，精準化、定制化的滿足各利益主體對“1+X”證書教育服務平臺的應用需求。

（二）“1+X”證書教育服務平臺的運行機制

“1+X”證書教育服務平臺在實際運行過程中將采用“鏈上+鏈下”與“平臺+應用”的雙模式運營機制對平臺業務進行一體化支撐，如圖2 所示。其中，“鏈上+鏈下”是指哈希值、數據目錄和事務列表等關鍵信息實現鏈上的自治管理，數據檢索、信息發布、在線交易、數據存儲和日志管理等由相關業務部門進行鏈下管理?！捌脚_+應用”是指依托“1+X”證書教育服務平臺，通過智能合約對多元主體間的核心業務流程進行封裝，實現對“1+X”證書平臺應用的統一組織和管理。綜上，基于聯盟鏈的雙模式運營機制不僅可以確保節點交易的安全可信，而且可以促進證書數據的聯通共享，還可以提高業務效率，使該平臺真正能夠全面、及時回應各主體的業務需求。

圖2 “鏈上+鏈下”與“平臺+應用”的雙模式運營機制

（三）“1+X”證書教育服務平臺的主要業務運作流程

為進一步厘清“1+X”證書教育服務平臺相關業務的實際運作過程，圖3 從微觀視角展示了教育部門、職業院校、企業、第三方機構和學習者等利益主體間在平臺上的主要業務流程。為明確聯盟節點的功能權責以及提高服務平臺的可用性，服務平臺將通過API 等接口直接調用學分銀行處理過后的學分數據，學分的認證、存儲與轉換等業務不在平臺的業務范圍之內。教育部門在服務平臺中主要起到監管作用，尤其是對企業的監管，平臺也會實時生成智能報告，向教育部門呈現校企合作信息、學習者學習信息以及市場對人才的需求信息等，以便教育部門及時制定制度政策，為“1+X”證書制度的推進提供保障。職業院校主要通過服務平臺進行校企合作的對接以及為學生提供“1+X”證書相關的學習資源服務，此外，其可以與第三方機構共同開發制定“1+X”證書標準，為學生提供專業規劃，服務學生終身學習。第三方機構主要為“1+X”證書相關的評價機構，通過服務平臺，其不僅可以為其他主體提供職業技能鑒定、證書發放、培訓考試、業務咨詢等服務，還可以對證書質量進行實時追蹤，根據證書質量反饋調整開發、評價策略，使“1+X”證書制度的實施更加具有科學性、針對性。通過服務平臺滿足企業利益訴求、降低企業參與風險是深化校企合作、推進落實“1+X”證書制度的關鍵所在。一方面，借助服務平臺企業可暢通與教育部門、職業院校和第三方機構的溝通渠道，通過協商實現自己的利益訴求；另一方面，企業在教育部門進行記錄備案可獲得政府的信用背書，在此基礎上可深度參與校企合作和技能證書標準的開發制定，提高自己的行業競爭力。學習者是“1+X”證書教育服務平臺的核心，其借助服務平臺不僅可以實時獲取本專業的培養標準和市場的用人需求，獲得全面的學習及就業服，還可以了解適合自己的技能發展路徑和獲得相應的學習資源，使自己的未來職業發展方向不再迷茫[6]。

圖3 “1+X”證書服務平臺的主要業務運作流程

三、“1+X”證書教育服務平臺的建設策略

（一）以服務學生就業為核心目標

《規劃綱要》中明確指出，要實施就業優先戰略，提升就業質量，強化就業優先政策，全面提升勞動者就業創業能力[1]。當前我國高校存在職業教育滯后、慢就業現象突出、就業信息不對稱、就業指導個性化缺失等問題[7]，這些問題在中高職院校普遍存在。因此，在建設“1+X”證書教育服務平臺過程中，要以服務于學生就業為核心目標。第一，服務平臺要解決企業實習、實訓、就業信息更新慢、不暢通、整合度低、內容不全面、質量不高等問題，切實為職業院校、學習者提供及時全面的企業信息。第二，服務平臺建設要以培養復合型、技能型人才為出發點，提升學生的就業能力，為其提供個性化、智能化的學習支持與服務。與此同時，要鼓勵學生在獲得學歷證書的同時，圍繞自己的專業規劃，獲取更多的職業技能等級證書，使自身的就業方向多元化。第三，圍繞國家發展戰略，服務平臺的備案企業應向高端制造業、高端服務業和現代農業等創新企業適當傾斜，培養具有高技能、高素質的實用型人才。

（二）增強學分銀行建設適應性

從“1+X”證書教育服務平臺視域審視我國學分銀行建設，其在建設過程中應注意以下幾個方面。第一，學分的認證、積累與轉換制度應按照“試點先行，逐步推廣”的原則分階段、分批次進行建設。具體表現為，初期，從職業院校、城市、行業和學習成果等選擇試點，只有在一個類型、一個層次和一個行業等教育領域的學習成果先進行探索，然后形成銜接各層各類學習成果的網絡節點，職業教育學分銀行建設和功能應用才能得到全面有力的支撐[8]，后期，總結試點領域的經驗，逐步向其他行業、院校等延伸。第二，融通多元學習成果。學分銀行的本質是搭建各類、各階段學習成果相互轉換的“立交橋”，除了職業教育中的學歷教育成果、非學歷教育成果外，深化職普融通，促進職普學習成果銜接，實現職業教育學習成果與普通教育學習成果的雙向互認、縱向流動[1]，也是職業教育學分銀行建設需要重點關注的問題。第三，各類學習成果的認證要詳細化、模塊化。一方面，由于“1+X”證書教育服務平臺的學分數據全部從職業教育學分銀行進行調用，因此，詳細化、模塊化的學習成果認證有利于學習者技能證書的科學性和全面性；另一方面，采用智能合約的學習成果認證多為聯盟節點之間的數據處理和存儲，因此節點分工的明確化和數據處理的模塊化較為重要[9]。

（三）構建“1+X”證書圖譜體系

“1+X”證書教育服務平臺可使傳統的固定學習制向彈性學習制轉變，因此，構建“1+X”證書圖譜，可幫助學習者根據自身專業規劃，靈活、彈性的選擇職業發展方向。首先，“1+X”證書圖譜是由學歷證書節點、技能證書節點和節點間關系組成的知識庫，其中，每個節點由證書、與證書相關的學習資源以及取得證書的學習路徑組成，節點關系指的是證書與證書之間、證書與學習資源之間、證書與學習路徑之間以及學習資源與學習路徑之間的關系[10]。其次，“1+X”證書圖譜的節點建設要具有多樣性。學習者不僅可以依據證書圖譜規劃自己的發展方向，而且在取得證書的過程中可以個性化選擇節點中多樣的學習資源和學習路徑。也就是說，證書圖譜建設要充分考慮學習者的學習風格差異和認知特點，在學習資源中設計圖片、文字、視頻等多模態的學習資源。最后，“1+X”證書圖譜節點的建設要具有方向性和傳遞性。證書節點間的關系是簡潔明了的，具有明確的方向指向，而且節點之間也需要具有先后順序，如前序節點證書在沒有獲得之前無法直接獲得后序節點證書。

（四）持續開展教育治理工作

“1+X”證書教育服務平臺的有序運行離不開動態流動的職業教育大數據，通過教育數據流驅動教育工作流，可以實現服務平臺系統內部的有序循環和不斷進化[11]。一方面，要加強用數據驅動“1+X”證書業務開展的意識，并建設服務平臺的數據庫，收集整理服務平臺在業務過程中產生的各種數據，通過業務數據來驅動平臺發展、決策和監管，另一方面，要注重對服務平臺的業務數據進行治理。當前我國職業教育平臺運行中存在數據質量不高、數據共享有限、數據存在安全風險以及數據應用機制不健全等問題，盡管基于區塊鏈技術的“1+X”證書教育服務平臺可以有效解決上述數據問題，但仍需要科學靈活的教育治理機制和制度規定進行協同保障，建立教育數據治理的常態化運行機制，進而提升數據治理的價值，有效推動“1+X”證書教育服務平臺業務的開展。

（五）提高服務質量，保持平臺活力

由于缺乏長期規劃，職業教育領域的部分信息化平臺并未得到充分利用，甚至陷入重復建設的怪圈。為避免上述現象的發生，以及切實解決學分銀行應用和“1+X”證書制度推進過程中的問題，“1+X”證書教育服務平臺的建設與運行要從“管理”本位向“服務”本位轉型，從“業務支持”向“服務支持”轉變。第一，要兼顧平臺用戶的利益平衡。例如，職業院校的人才培養目標與企業的利潤訴求相沖突，二者的協同合作缺乏內生動力，長期處于離散狀態[12]。如何降低校企參與的風險，發揮雙方優勢，實現互補共贏是彰顯服務平臺活力的關鍵。第二，完善平臺運行機制，注重過程服務。對于服務平臺在運行過程中遇到的問題需要由專門的機構進行統一的服務和協調管理，如利益分配機制、多方協作機制、監管機制和企業遴選備案機制等。第三，促進校企文化融合。服務平臺只有暢通校企交流渠道，形成校企合作發展的共同愿景，才能保持服務平臺的長久活力，如引進優秀企業客戶至上、誠信為本的服務理念和企業文化，并將其滲透到平臺的運行中來[13]。

基于區塊鏈技術的“1+X”證書教育服務平臺不僅可以有效解決“1+X”證書制度推進中多元主體參與度不足、數據的安全性不夠、業務效率不高等問題，而且可以有效提高職業教育各主體的業務協同，促進教育教學、人才培養、校企合作和就業創業的變革，有力推動學分銀行功能的充分應用和“1+X”證書制度的落地實踐，增強職業教育適應性。