理论探讨
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区块链技术背景下生态课堂的构建研究
宫琳琳
（山东协和学院 山东 济南 250109）
摘要：随着移动互联网、大数据、人工智能等信息技术的不断发展，不断要求高校教师将信息技术与教学深度融合。在形势下，
在区块链技术发展的背景下，本文主要以《数据结构》课程为例，探讨了生态课堂的构建，分析了生态课堂的模式，构建方法以及 关键路径。
关键词：区块链；生态课堂；数据结构
引言：
随着移动互联网、大数据、云计算、人工智能等技术的不断发 展，人类社会已经全面步入“互联网 +”时代，新的技术不断渗透 到我们传统的教学过程中，使得我们传统教育在扩大资源覆盖面、
促进教育公平和提高教育教学质量的效果日显突出。然而新技术满 足我们个性化需求的同时也带来了前所未有的信息爆炸和迷失的 挑战。现有的教育信息化技术与实际的教学实践仍有很多不相适应 的地方。随着移动技术的发展，以及大数据的支撑，网络学习已经 成为教师重构教学模块的主要手段，因此在当前形势下，我们提出 了一种基于区块链技术的生态课程的构建方式，分析了生态课堂的 模式，构建方法以及关键路径。
1 区块链技术概念界定及特征 (1) 概念界定
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法 等计算机技术的新型应用模式。区块链（Blockchain），是比特币的 一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特 币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一 个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息 的有效性（防伪）和生成下一个区块[1]。
（2）特征
去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设 施，没有中心管制，除了自成一体的区块链本身，通过分布式核算 和存储，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是 区块链最突出最本质的特征[13] 。
开放性。区块链技术基础是开源的，除了交易各方的私有信息 被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的 接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透 明。
独立性。基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算 法等各种数学算法)，整个区块链系统不依赖其他第三方，所有节点 能够在系统内自动安全地验证、交换数据，不需要任何人为的干预。
安全性。只要不能掌控全部数据节点的 51%，就无法肆意操控 修改网络数据，这使区块链本身变得相对安全，避免了主观人为的 数据变更。
匿名性。除非有法律规范要求，单从技术上来讲，各区块节点 的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行。
2 生态课堂教学模式
生态课堂的教学模式打破了传统教学模式。生态课堂从教学理 念到教学设计完全是以学生为中心，以产出为导向，突出学生的主 体作用，兼顾学生的个性发展。生态课堂是“生本”的课堂。 学 生是学习的主人，是课堂教学活动中的主体以学生发展为本的教 育，强调学生是一个个具有思想、意识、情感、欲望、需求以及各 种能力的活生生的人。以学生发展为本，其核心成分应该是通过最 优的现代课堂教学设计和有效的课堂教学活动，使每个学生的各种 潜能都能得到有效的开发，每个学生都能获得最有效的发展，实现 教学与发展的真正统一。
生态课堂还要结合 OBE 的教学理念，坚持“自学—导学—研学”
教学模式，课前发布教学资源，供学生自学，课堂上结合学生自学 的情况，设计导学内容，引导学生学习，设计课堂活动，课堂活动 要多元化，使学生融入课堂成为主角，教师综合学生自学、导学情 况，为学生设计研学项目、任务，供学生以小组为单位讨论、研究，
进而达到应用水平，下一次课学生分享展示。生态课堂还要保证实 时性，实时根据学生的学习数据，做出调整。
3 生态课堂的构建方法
（1） 改变教学观念
教师必须认清生态课堂的形式，去掉之前的满堂灌的教学理 念，生态课堂也不是简单的应用信息手段，而是信息技术与教学的 深度融合。教学设计时坚持先学后教，能学不教，以学促教，活跃 课堂，生态课堂。
（2） 转变教学设计思路
生态课堂教学设计强调学生全过程参与课堂学习，从课前，课 中，课后都必须完全将学生的学习行为融入其中，通过网路平台大 数据的反映，改变教学行为，重新构建学习路径，以学生的需求导 入，以感兴趣的问题导入，抛出问题解决问题。
（3） 完善教学过程
生态课堂的教学过程必须是丰富的，可以在之前的教学做基础 上增加教学评价，教学评价的方式也要完善，不再是简单的教师评 学，学生评教，可以增加小组评价、自我评价的方式。注重学生的 参与与交流。还可以建立教学反馈，根据相互反馈改变教学设计，
提高教学效果。
4 生态课堂构建的关键路径
这里以《数据结构》课程为例分析生态课程构建的关键路径。
（1） 数据区块链的管理
在构建《数据结构》课程生态课堂是，我们用一节课设计一个 数据区块，依托超星学习通平台，对每个数据区块进行学习并测试。
然后将课程的成绩评价反馈由多节课程的测试自动组成。这样在课 程的整个教学过程中，课程的区块链和成绩区块链就具备了不可篡 改性。教师和学生共同建立教和学的所有教学资源的数据，教学的 事物以及各种数据由共识算法自动在网络各节点间达成共识后进 入到区块链中。课程教学团队教师共同完成教学资源区块的确认，
成绩区块由课程老师和学生共同确认。
（2） 数据区块事物集的建立
以数据区块 2.0 架构为基础建立该课程的数据区块，在教学区 块链中以单个知识点为核心事物集进行组织，用哈希算法和时间戳 等方法封装与数据区块中，并采用哈希函数进行计算。时间戳用于 记录数据区块的封装时间，这样可以保证数据的不可篡改性，具备 数据溯源功能，可以保证课程教学过程评价的客观公证。
（3） 智能合约
利用区块链技术的“去中心化”的特征，利用智能合约算法让 教师和学生积极主动的参与其课程生态系统的构建。智能合约算法 是在区块链上开发的一段代码，在区块链网络中具有自主执行和自 我验证的特征。利用可编程框架和合约执行方式，在部署好以太坊 的客户端丝线学生和学习工作量的智能合约算法。
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5 结语
通过区块链技术，建立教师、学生、社会参与者等共同参与的 安全的、可靠的、互信的、可追踪性的技术平台，促使教学过程智 能化，课堂生态化，使教师和学生角色平行化，从技术上实现教育 资源、教学过程、教育评价以及教育支持等领域的模块化系统，有 望重塑教育生态，真正实现“教学相长”的教育。
参考文献：
[1] 张舒.试析课堂生态的结构与功能［J］. 洛阳理工学院 学报(社会科学版)，2009,3:91-92.
[2] 郑信军.课堂生态研究[M].杭州：浙江大学出版社，2013.
科研项目：山东省教育科学“十三五”规划 2019 年度一般 自筹课题:“区块链技术背景下的高校智能学习体系构建研究”， 项目编号为：YC2019074.
2019 年第一批产学合作协同育人项目：信息化 2.0 时代《数 据结构》教学内容和课程体系改革，项目编号：201901140023
