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产学协同育人背景下的高校区块链师资培训思考

2023-09-20 43 上传者：管理员

摘要：随着区块链企业数量的激增，区块链相关人才正面临巨大的缺口。针对我国区块链行业人才培养面临的主要问题，基于师资培训方式探索培养区块链新人才的途径。通过与具有行业特色的企业紧密融合，加快培训既有专业基础又有行业背景及实践经验的师资，从而为培养既熟悉区块链原理技术又擅长行业应用开发的复合型高级人才提供师资保障。

关键词：
产学协同育人
区块链
师资培训
校企合作
高等院校
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引言

2014年我国逐渐开始研究区块链技术及应用，目前区块链技术在我国的应用已延伸到数字金融、智能制造、互联网、数字资产交易等多个领域。区块链与人工智能、云计算、大数据、物联网、5G等新型信息技术构成了数字经济时代的底层技术支撑。2019年10月，中共中央政治局在第十八次集体学习时强调，把区块链作为核心技术自主创新重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。2020年4月，国家发改委首次明确将区块链纳入“新基建”范围。

目前，我国区块链产业正处于快速发展阶段，加速区块链人才的培养已成为大势所趋。据文献[1]显示，2020年企业对区块链人才的需求高达51.70%。2020年7月至2021年6月，国内新成立区块链企业达3.7万家。随着区块链企业数量的激增，社会对区块链人才的需求呈现井喷式的增长趋势。区块链相关人才正面临巨大的缺口，据国际权威咨询机构预测，随着区块链技术的发展，中国区块链人才缺口将达75万以上。作为一个新兴产业，区块链没有前期的学科基础，大量的产业人才需求和师资缺乏是高校区块链工程专业要面对的主要问题。本文针对我国区块链行业人才培养面临的主要问题，探索基于师资培训方式培养区块链新人才的途径。

1、区块链人才培养现状

2016年中央财经大学在全国高等院校范围内最早开设区块链课程，2020年区块链逐渐成为部分高校专业的必修课，成都信息工程大学首获教育部批准开设区块链工程本科专业。截至2021年，国内超过40家高校开设了区块链专业或课程。课程主要包括区块链原理、共识算法开发、智能合约开发、区块链应用开发、区块链算法、区块链平台开发、区块链虚拟机等，清华大学、中央财经大学在内的国内众多高校也都开设了区块链相关的课程，像区块链与密码学、区块链与智能经济等。

除了在校内开设课程外，高校还通过设立实验室或者创新中心加强“产学研”之间的交流与合作，帮助学生掌握区块链相关的理论知识，增强实践能力。实验室由校方教师与企业高管共同管理，合作的企业大多为区块链头部公司，与高校合作建立实验室，如北京众享比特与南京大学、比特大陆与清华大学的合作。

此外，火币中国与慧科集团联合成立“火币区块链产业学院”和“火币区块链实验室”，共同探索区块链专业的人才培养新范式，推进区块链领域的产教融合。这是区块链专业人才培养的一个基本方向。

2、区块链技术体系分析

区块链（Blockchain）是一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、难以篡改、防止抵赖的记账技术[2,3,4]。区块链综合了信息存储和传输、信任机制和底层算法，已初步形成了包含硬件和基础设施、底层技术、上层应用和安全服务在内的技术体系结构[5]，如图1所示。

基础设施层提供硬件或网络基础体系。区块链底层数据的存储采用基于底层存储方式，实现起来较为灵活，可以结合文件系统、关系数据库、键值数据库等存储方式。

协议层通常采用P2P网络组网机制，结合各类密码学安全机制和共识机制、时序机制，为上层应用构建对等、安全、信任的网络和通信基础。

扩展层通过调用协议层功能组件，可以提供多元化的服务和访问。比如，开发者可在上层应用和底层技术机制之间，以可执行代码的方式，为用户实现复杂业务流程的自动化；或是通过设置激励/惩罚机制，规范区块链节点贡献自身存储和计算资源，共同推动网络和业务的高效运行[5]。

应用层则是区块链技术在不同行业领域的各类场景和案例中应用的最直接体现。相比于其他层次，应用层最直观地体现了区块链技术的应用价值[5]。

图1区块链体系结构

区块链专业知识与能力培养体系结构涉及以下3个方面：

(1）基础理论：区块链工程本质是多学科交叉的新学科，计算机知识仍然是其理论基础。区块链主要涉及计算机科学与技术、软件工程、网络空间与信息安全、通信工程等多个学科专业的理论与技术，其核心技术涉及密码学、分布式系统与存储、信息安全、P2P网络等理论基础。同时，区块链技术中还包含大量的新概念、新理论，且都是理解和掌握区块链技术的基础。

(2）技术实现：区块链作为一种架构应用，其协议层包括点对点网络、加密签名、数据存储、分布式算法等，应用层也需要提供区块链浏览器、钱包等基础应用。这些就涉及到区块链专业特有课程，如区块链原理（区块链底层开发）、共识算法原理与实现、区块链应用开发、区块链算法、区块链平台开发、区块链虚拟机等。在扩展层，区块链技术可以对接各种应用，涉及相关行业应用课程，比如金融、物联网、网络安全、版权保护、电子商务、教育就业等。

(3）开发环境：区块链是多项计算机技术的新应用模式，有其自身的复杂性。智能合约可以选择不同的语言，如Solidity、JAVA、Python、Java Script、Go Lang、PHP、C++、Ruby、Rust等；同时，也可以选择不同的语言开发上层应用，如JAVA、Nodejs、Go、Python等，个别应用对开发环境依赖较大。因此，区块链应用的开发工具与环境，也是学生需要学习的重要内容。

(4）项目实践：目前，全球已有很多区块链产品，有些优秀的开源产品和项目实践是最好的学习研究资料，如微众银行主导的开源产品FISCO BCOS，在国内得到了较好的应用。

3、校企合作开展师资培训的必要性

从区块链技术体系结构可以看出，区块链结合理论基础、技术和实践，对工程实现能力有非常高的要求。同时，区块链已被广泛应用到金融、司法、政务、医疗、农业、制造业、跨境数据流通等诸多行业或领域。一般情况下，企业更倾向选择具有技术研发和学术研究等综合能力的人才，同时还要熟悉行业知识。

鉴于此，目前高校对于区块链人才也注重实践能力的培养，与产业实践紧密结合。一方面是从实践中来，从相对成熟的行业案例中总结理论；另一方面是要到实践中去，不断在实际的应用场景中检验学术创新的成果。

目前，区块链教学与计算机专业课程深度融合，并与人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术深度融合。区块链专业的师资主要来自计算机相关专业，且大多数教师具有博士学历，都具有深厚的理论学识，他们最缺乏的就是与行业结合的工程开发经历，不能适应“新工科”背景下对高素质复合型工程技术人才的培养需求[6]。因此，产教融合的师资培训也就成为解决区块链专业教师资源短缺的一个有效途径[7]。

4、校企合作开展区块链师资培训的教学实践

4.1培训思路

开展师资培训是为提升教师实践教学能力，需要选择满足教学需求的培训内容，实现培训与教学实践有机结合，这样可以有效地帮助教师的教学实践。

目前高校区块链工程专业的课程可以划分为：通识课程，计算机编程的基础课程，区块链相关的密码学、分布式系统等专业基础课程，以及与区块链底层开发和智能合约部署等实践相关的专业课程。由此可以看出，作为区块链工程专业的师资，本身已具备深厚的理论知识。师资培训应着重结合符合行业特点的应用开发实践，由企业工程师负责技术讲解和实操讲解；在进行相关的理论讲解后，结合具体案例进行理论实践，注重理论与实践的结合。

4.2培训内容

区块链实践项目是一个基于业务应用场景进行项目开发的全过程。从业务场景分析，到合约的设计实现，以及如何部署到区块链，最后到实现应用模块时对区块链上合约的调用访问。

将整个培训过程按照以下3个步骤进行：

(1）搭建开发环境：应用程序需要和网络交互，所以需要一个智能合约和应用程序使用的基础网络。开发环境是区块链平台、分布式存储和智能合约/应用开发工具的有机结合，需要掌握区块链原理与技术、计算网络原理与技术、分布存储理论、网络信息安全等知识。

(2）智能合约开发：区块链具有防篡改、可追溯等特性，这些特性决定其更容易受金融领域的青睐。例如，商业票据、资产管理等场景。在区块链上进行应用开发时，结合业务需求，首先需要设计对应的智能合约，确定合约需要储存的数据，在此基础上确定智能合约对外提供的接口，最后给出各个接口的具体实现。之后，需要将智能合约编译成ABI和BIN文件部署至区块链网络上。当应用需要部署和调用合约时，可以调用对应合约方法，传入指定参数即可。这样可以极大简化用户开发应用的代码。

(3）应用程序和智能合约交互：在应用开发中，首先将编译好的合约引入项目中，然后开发业务逻辑，使用合约对象调用对应的接口与智能合约交互，返回处理结果，从而实现应用程序（如数字钱包）访问智能合约。

4.3与行业结合

目前，校企合作已经从早期的技术共研转到人才共育的深度融合[8]。区块链技术已经被广泛应用在数字金融、物联网、智能制造、供应链管理等诸多领域。这种形势下就要求学生扎实掌握专业知识，并且能够将理论知识结合行业的实践；要求教师具备区块链技术在相关行业的应用背景，这对培养学生理解区块链技术在行业中的应用，有很好的促进作用。因此，高校通过与具有行业特色的企业合作，结合企业资源优势开设联合实验室，是实现教师行业能力培训的一个重要途径。

4.4培训安全意识

随着区块链的应用场景不断增多，相关安全事故频出，并呈现加速增长趋势。在2021年，区块链相关行业发生的安全事件多达332起，造成了严重的经济损失和社会影响[9]。因此，区块链应用安全不可忽视。

虽然区块链技术集合了密码学、分布式存储等多项安全控制技术使区块链底层技术日趋成熟，但合约实现规范还没有充分完备化和体系化，其本身仍存在安全漏洞，尤其合约直接担当着资金载体和运行逻辑的角色，这使得越来越多黑客将目标瞄向该领域。除了技术风险以外，区块链与实体经济融合的进程中也存在合规风险和投机风险。

对此，需加强对区块链技术的引导和规范以及对区块链安全风险的研究和分析，密切跟踪其发展动态，积极探索建立安全保障体系，更大地提升群体安全意识，推动区块链安全有序发展。

5、结语

根据国务院和教育部大力推动产教融合、协同发展，面向产业培养人才的战略部署，高校和企业充分发挥各自优势，推动产业与高校合作，开展符合高校课程建设和教师教学实践需求的师资培训，用培训成果指导教师的教学实践，为区块链新人才提供真正有意义的培训与教学实践。同时，通过建设具有行业特点的区块链产业学院和实验室，加强师资队伍建设，建立完善人才培养体系和教师发展理念[10,11,12]；加快培养既熟悉区块链底层技术和区块链架构，又熟悉行业应用开发的复合型高级专门人才，从而创建良好的区块链新人才生态。

参考文献:

[1] 李昕.中国区块链教育及人才发展报告(2020)[EB/OL].(2011-03-01).

[2] 王军.基于区块链的网络数据共享系统设计[J].信息与电脑(理论版),2022,34(23):104-106.

[3] 宋东翔,马伽洛伦,王怡然,等.基于区块链的高校数据共享系统研究[J].电子技术与软件工程,2022,11(11):220-223.

[4] 翁晓泳.基于区块链的云计算数据共享系统研究[J].计算机工程与应用,2021,57(3):120-124.

[5] 中国信息通信研究院,中国通信标准化协会.区块链安全白皮书--技术应用篇[R].北京:[出版者不详],2018.

[6] 杨会军,程放华."新工科"背景下构建项目化师资培训模式的思考[J].中国电力教育,2020,36(8):57-59.

[7] 罗丽,涂涛,计湘婷,等.产教融合背景下开展高校人工智能师资培训的实践探索[J].计算机教育,2021,19(6):110-114.

基金资助:教育部产学合作协同育人项目——“新工科”背景下大数据/区块链技术师资培训(202002037013);教育部产学合作协同育人项目——“新工科”背景下区块链底层开发技术师资培训(202002238043);校级本科教育教学研究与改革项目(JYJG2023169);

文章来源:文成玉,杜鸿.产学协同育人背景下的高校区块链师资培训思考[J].物联网技术,2023,13(09):148-150.