王琪

摘要：儲存于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)具有“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”“公開透明”“集體維護”等特征，被廣泛應用于高職院校的教育教學管理中。本文介紹了課程評價系統(tǒng)的功能需求，從背景技術(shù)、單元模塊設計和運作流程設計這三方面構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)，并以某高職院校2022～2023年第二學期三年級《計算機網(wǎng)絡》課程為例，闡述了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的課程評價系統(tǒng)的實際應用，證明了該評價系統(tǒng)的客觀公正性和真實可靠性。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù)；高職院校；課程評價系統(tǒng)

1. 課程評價系統(tǒng)的功能需求分析

使用課程評價系統(tǒng)的目的是對專任教師一年教授的課程作出相應評價，從以下四個方面具體分析課程評價系統(tǒng)的功能需求。

1.1 課程評價系統(tǒng)前臺功能需求分析

課程評價系統(tǒng)的前臺功能需求較少，主要是評分功能，使用這個課程評價系統(tǒng)前臺的用戶主體是學生，學生在評分時應遵循全面、客觀的原則。

1.2 課程評價系統(tǒng)后臺功能需求分析

課程評價系統(tǒng)的后臺功能需求較多，因為學生、教師、課程的關(guān)系都是后臺控制。課程評價系統(tǒng)后臺應該具備的基本功能為授課設定功能、信息錄入功能和查看評價結(jié)果統(tǒng)計功能[1]。

（1）授課設定功能可以根據(jù)班級或?qū)W生查看授課的老師，同時加入虛擬授課的功能。

（2）信息錄入功能包括教師信息錄入、課程信息錄入、學生信息錄入和院系信息錄入。

（3）查看評價結(jié)果統(tǒng)計功能包括評價設定、評價結(jié)果和學員建議。

1.3 課程評價系統(tǒng)客觀公正性需求分析

客觀公正性是課程教學評價的基本要求。進行課程評價的目的在于給學生的學和教師的教以客觀公正的價值判斷。如果缺乏客觀公正性，就會完全失去意義，還會提供虛假信息，導致錯誤地進行課程教學決策。區(qū)塊鏈技術(shù)被廣泛應用于高職院校的教育教學中，儲存于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)，可以很好地保證課程教學評價的客觀公正性。

1.4 課程評價系統(tǒng)安全可靠性需求分析

系統(tǒng)要充分考慮安全性，避免越權(quán)訪問和“臟數(shù)據(jù)”（源頭系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)不在給定的范圍內(nèi)或?qū)τ趯嶋H業(yè)務毫無意義的數(shù)據(jù)）的出現(xiàn)。

2. 基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)的理論構(gòu)建

2.1 基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)背景技術(shù)

儲存于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)具有“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”“公開透明”“集體維護”等特征，能夠很好地保障課程教學評價的客觀公正性和安全可靠性。然而，在高職院校教學過程中，對于教師的具體工作量考核評估、課程教學成效評估難以進行量化評估，無法實現(xiàn)精細化考核，也沒有可信可追溯的數(shù)據(jù)支撐，人為評估教學成效極易出現(xiàn)偏差，造成教學成效考核效果不佳?；趨^(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)只能對教師的教學成效進行定性評價、不能對教師的教學成效進行定量評價的技術(shù)問題[2]。

2.2 P2P網(wǎng)絡

P2P（點對點）網(wǎng)絡又稱點對點網(wǎng)絡，是一種沒有中央服務器的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，信息完全由用戶群交換。P2P 網(wǎng)絡中的每個用戶都是客戶端，同時也充當服務器。在使用點對點技術(shù)的計算機群中，每臺計算機都能提供整個網(wǎng)絡所需的所有服務，因此一個節(jié)點的崩潰不會威脅到整個網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。對于屬于同一點對點網(wǎng)絡并安裝了點對點軟件（如 QQ、迅雷等）的計算機，網(wǎng)絡中的節(jié)點之間可以直接通信和傳輸數(shù)據(jù)。

2.3 梅克爾樹

梅克爾樹又稱默克爾樹，由葉節(jié)點、中間節(jié)點和根節(jié)點三部分組成，本質(zhì)上是一個樹形數(shù)據(jù)結(jié)點，在結(jié)構(gòu)上既可以是分叉的，也可以是多叉的。交換的數(shù)據(jù)都存儲在最底層的葉節(jié)點中，而任何中間節(jié)點都有其所有子節(jié)點的哈希值。根節(jié)點是梅克爾樹根節(jié)點的唯一代表，也是其下所有子節(jié)點的哈希值。梅克爾樹的存在是為了讓區(qū)塊數(shù)據(jù)可以零散傳輸，這樣區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的新節(jié)點就可以從一個節(jié)點下載區(qū)塊頭，而與之相關(guān)的樹的其他部分則可以從其他節(jié)點下載，盡管仍然可以確認所有數(shù)據(jù)都是正確的。

2.4 共識算法

點對點網(wǎng)絡中，由于可能存在較大的網(wǎng)絡延遲，節(jié)點與節(jié)點之間的交易發(fā)生順序可能會有所不同。因此，有必要在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中創(chuàng)建一種算法，允許在很短的時間間隔內(nèi)就交易發(fā)生的順序達成一致，這種算法被稱為“共識機制”。當前主流共識算法主要包括工作證明（PoW）機制、權(quán)益證明（PoS）機制和授權(quán)證明機制（PoA）機制。

3. 基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)單元模塊設計

基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)主要包括以下幾個單元模塊，如圖1所示。

圖1 ?基于區(qū)塊鏈的

課程評價系統(tǒng)單元模塊設計

（1）輸入單元，用于上傳教師信息、課程信息、學生信息和院系信息；（2）統(tǒng)計單元，用于學生在區(qū)塊鏈中查看錄入的信息，根據(jù)錄入的信息進行評分得到評價表，并將評價表按班級和學生分類保存在區(qū)塊鏈中；（3）判斷單元，用于將錄入的信息與預設的最低分數(shù)進行對比，得到對比結(jié)果，并根據(jù)對比結(jié)果判斷評分表中的評分是否有效。如果錄入的信息的最終評分大于、等于預設的最低分數(shù)，判定評分有效，如果錄入的信息的最終評分小于預設的最低分數(shù)，判定評分無效；（4）修正單元，用于提取評分表中有效的評分以及對應的錄入信息，分析錄入信息中的評分狀態(tài)滿足評價指標的合理分數(shù)，并根據(jù)合理分數(shù)與有效分數(shù)對有效的評分進行修正，得到修正后的評分表。修正單元還用于獲取錄入信息中的評分狀態(tài)在滿足評價指標時的標準評分，對標準評分進行訓練獲得有效評分狀態(tài)識別模型，并通過有效評分狀態(tài)識別模型對錄入信息中的評分行為進行識別，剔除錄入信息中不能被有效評分狀態(tài)識別模型識別的評分行為；（5）存儲單元，用于存儲錄入信息中的評分狀態(tài)在滿足評價指標時的標準評分；（6）輸出單元，用于可視化的方式輸出修正后的評分表。在本實施例中，輸入單元、統(tǒng)計單元、判斷單元、修正單元、儲存單元和輸出單元均集成在服務器上，通過軟件/程序/代碼實現(xiàn)其功能；服務器上搭建學校內(nèi)部私有區(qū)塊鏈，每位教師都成為區(qū)塊鏈中的節(jié)點，節(jié)點之間使用P2P通信傳輸。

4. 基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)運作流程設計

基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)的運作流程和整體的實現(xiàn)過程主要有以下幾個步驟。

首先，錄入教師信息、課程信息、學生信息和院系信息。以教師信息為例，包括每位教師的工作記錄如上班、下班、外出等打卡數(shù)據(jù)，以及在辦公室、教室等工作區(qū)域?qū)崟r拍攝的監(jiān)控視頻。其中，每位教師的工作記錄都被打包成一個區(qū)塊，保存到區(qū)塊鏈的鏈尾，再分布式存儲在私有區(qū)塊鏈中每一個節(jié)點處，所有教師的計算機節(jié)點都能查到每個教師的工作記錄[3]。

其次，學生在區(qū)塊鏈中查看錄入的信息，根據(jù)錄入的信息評分得到評分表，并將評分表保存到區(qū)塊鏈中，用自己的計算機節(jié)點來連接私有區(qū)塊鏈，查看私有區(qū)塊鏈里錄入的信息，對教師教授的課程進行評分。學生從錄入的信息中獲取痕跡信息，根據(jù)痕跡信息計算有效評分，并將有效評分保存到區(qū)塊鏈中。同時，教師在工作的過程中都會留下痕跡信息，外出時會進行打卡，外出結(jié)束時也會打卡，以及某天的工作地點與平時的工作地點不一致時會有外勤打卡。

再次，將有效評分與預設的最低分數(shù)進行對比，得到對比結(jié)果，并根據(jù)對比結(jié)果逐個判斷評分表中的評分是否有效。如果有效評分大于、等于預設最低分數(shù)，判定評分有效；如果有效評分小于預設的最低分數(shù)，判定評分無效。以教師信息為例，預設的最低分數(shù)為60分，如果有效評分為70分、60分，大于、等于預設的最低分數(shù)，表明工作量是過飽和、飽和的，判定該評分有效；反之，如果有效評分為55分，小于預設的額定工作時長，表明工作量是不飽和的，判定該評分無效。

最后，提取評分表中有效的評分以及對應的錄入信息，分析錄入信息中評分狀態(tài)滿足評價指標的合理分數(shù)，并根據(jù)合理分數(shù)與有效分數(shù)對有效的評分進行修正，得到修正后的評分表。具體而言，服務器上預先儲存有錄入信息中的評分狀態(tài)在滿足評價指標時的標準評分。獲取這些標準評分，采用神經(jīng)網(wǎng)絡算法對標準評分進行反復訓練，獲得有效評分狀態(tài)識別模型。得到有效評分狀態(tài)識別模型后，預先剔除掉錄入信息中不在識別范圍內(nèi)的分數(shù)。同時，根據(jù)預先設置的精度閾值，通過有效評分狀態(tài)識別模型對錄入信息中的評分行為進行識別，剔除錄入信息中的無效評分即為合理評分。如果合理評分為80分、有效評分為70分，標準評分為60分，修正后的有效評分的計算公式：修正后的有效評分=合理評分/有效評分×標準評分=80/70×60≈69分。以可視化的方式輸出修正后的評分，如Excel表格形式。

5. 基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)的實際應用

以某高職院校2022～2023年第二學期三年級《計算機網(wǎng)絡》課程為例，通過對比實驗的方式分析基于區(qū)塊鏈課程評價系統(tǒng)的使用多模態(tài)教學和沒有使用多模態(tài)教學的課程教學成效差異，旨在用實驗的方式驗證多模態(tài)教學的優(yōu)勢，證明使用基于區(qū)塊鏈課程評價系統(tǒng)進行課程評分的客觀公正性和真實可靠性。

5.1 實際測試過程

學生入學時需要參加學校組織的分班考試，根據(jù)入學成績和入學考試成績分班，兩個班的平均入學成績基本相同。在教學過程中，實驗班使用多模態(tài)教學，而對照班則使用傳統(tǒng)教學模式。首先根據(jù)學生的考勤記錄、課堂提問和PPT制作與展示等計算兩個班學生的平時成績，然后每兩個單元進行一次測驗，共進行五次。為保證客觀公正性和真實可靠性，將實驗班和對照班的平時成績信息分別錄入基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)以獲取修正后的有效評分。學期末，將學生平時成績和期末考試成績合并加權(quán)后作為期末總成績。其中，平時成績占30%，考試成績占70%。最后，分析平時成績與總成績的相關(guān)性，計算乘積差相關(guān)系數(shù)。

5.2 實際測試結(jié)果

為了研究成果更客觀，本研究分兩個章節(jié)，分別為第二章節(jié)和第四章節(jié)。第二章節(jié)實驗班學生的平均成績?yōu)?2.2分，對照班的平均成績?yōu)?3.5分。兩個班級的平均成績有明顯差異。第四章節(jié)，實驗班學生的平均成績?yōu)?6分，對照班的平均成績?yōu)?5分。兩個班級的平均分有明顯差異，說明兩個班的學生在入學成績基本相同的情況下，運用區(qū)塊鏈技術(shù)教學的實驗班，教學效果明顯高于普通對照班。根據(jù)出勤率、課堂提問和 PPT 制作與演示（書面作業(yè)）的綜合情況，本研究兩個階段學生的平時成績?nèi)绫?所示。

本研究共進行了五次測試，兩個階段的學生測試成績?nèi)绫?所示。

兩個班級的期末考試成績按照平時成績占30%、期末考試成績占70%的比例加權(quán)計算，如表3所示。

結(jié)語

從上述三個表格來看，無論是從兩個班學生的平時成績、測試成績還是最終成績來看，在兩個階段兩個班學生入學成績均無明顯差異的背景下，使用多模態(tài)教學的實驗班成績明顯優(yōu)于沒有使用多模態(tài)教學的對照班的成績，足以驗證多模態(tài)教學的優(yōu)勢。由于使用的是基于區(qū)塊鏈的課程評價系統(tǒng)，足以保證評分的客觀公正性和真實可靠性。

參考文獻：

[1]尹洪巖，徐翠娟，宋磊.區(qū)塊鏈技術(shù)應用課程體系的教學實踐[J].集成電路應用，2023，（4）：180-181.

[2]陳亮，黃華威.區(qū)塊鏈原理與技術(shù)課程建設探索與實踐[J].計算機教育，2023，（4）：74-78.

[3]王彥杰，閆?，|.基于“區(qū)塊鏈”技術(shù)的高校通識教育課程建設路徑[J].中國成人教育， 2023，2（1）：47-49.

作者簡介：王琪，碩士，講師，研究方向：計算機應用。

基金項目：江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究2022年度立項課題——高職院校數(shù)字媒體專業(yè)圖像處理課程的混合教學模式研究（編號：2022-R-100016）。