區(qū)塊鏈技術原理與實踐（微課版）-課程標準

《區(qū)塊鏈技術原理》課程標準課程代碼R02871233課程名稱區(qū)塊鏈技術原理課程性質專業(yè)必修課課程類型B理實一體化課程（理論教學+實踐教學）學分3學時48適用專業(yè)區(qū)塊鏈技術應用合作企業(yè)北京智谷星圖科技有限公司教學方式B線上線下混合式考核類型考試課制訂時間2023年06月制訂人陶亞輝審核人張靜一、課程定位1.課程在專業(yè)培養(yǎng)中的定位及作用《區(qū)塊鏈技術原理》作為軟件與大數(shù)據(jù)學院區(qū)塊鏈技術應用專業(yè)的專業(yè)核心課，是對《區(qū)塊鏈導論》課程的延伸，課程內容包括區(qū)塊鏈組成原理及其各個模塊的詳細介紹。課程要求學生在知識要求方面對區(qū)塊鏈核心組件有進一步的認知，并能通過典型程序設計語言進行功能實現(xiàn)，在素質方便要求學生初步具備程序員開發(fā)的任務工作以及問題解決能力，培養(yǎng)學生具備將區(qū)塊鏈理念落地為代碼的能力，本課程作為學生了解區(qū)塊鏈組件的核心課程對后續(xù)區(qū)塊鏈運維以及系統(tǒng)開發(fā)有知識準備以及鋪墊的作用。2.本課程與其它課程的關系本課程的前導課程為《區(qū)塊鏈導論》，通過前導課程的學習，學生已經具備使用開源平臺區(qū)塊鏈核心組件功能實現(xiàn)的能力。該課程后續(xù)課程有《區(qū)塊鏈部署與運維》《智能合約設計與應用》，本課程對后續(xù)課程的支撐能力是區(qū)塊鏈核心組件的理解能力。表1前導、后續(xù)課程一覽表前導課程本課程后續(xù)課程《區(qū)塊鏈導論》《區(qū)塊鏈技術原理》《區(qū)塊鏈部署與運維》《智能合約設計與應用》二、課程目標通過本課程的學習，培養(yǎng)學生使用典型程序開發(fā)語言進行區(qū)塊鏈去中心化賬本與存儲模塊、點對點網(wǎng)絡模塊、賬戶體系模塊、分布式共識機制模塊的所需的職業(yè)能力，形成基于模塊化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構的基本思想，養(yǎng)成良好的實事求是、一絲不茍的工作作風習慣，培養(yǎng)動手能力、問題分析能力和溝通交流能力等，為今后從事區(qū)塊鏈技術開發(fā)和設計奠定良好的基礎。通過區(qū)塊鏈的去中心思維融入，激發(fā)學生對新型技術的熱情和興趣，培養(yǎng)學生誠實、守信、堅忍不拔的性格和具備IT職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)的綜合素質。課程具體目標為：1.知識目標（1）掌握區(qū)塊鏈組成原理及模塊組成架構（2）掌握區(qū)塊鏈核心組件開發(fā)的基本工具使用方法（3）掌握區(qū)塊鏈去中心化賬本與存儲模塊開發(fā)與設計（4）掌握區(qū)塊鏈點對點網(wǎng)絡模塊開發(fā)與設計（5）掌握區(qū)塊鏈賬戶體系模塊開發(fā)與設計（6）掌握區(qū)塊鏈分布式共識機制模塊開發(fā)與設計（7）掌握區(qū)塊鏈智能合約基本概念以及部署方法（8）掌握區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體開發(fā)與設計方案2.能力目標（1）能夠理解基于模塊化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構（2）能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈去中心化賬本與存儲模塊（3）能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈點對點網(wǎng)絡模塊（4）能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈賬戶體系模塊（5）能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈分布式共識機制模塊（6）能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體開發(fā)與設計3.素質目標（1）培養(yǎng)學生動手能力；（2）培養(yǎng)學生運用去中心思維開展工作的能力（3）提高學生溝通交流能力,良好的團隊合作精神;（4）培養(yǎng)學生問題分析能力;（5）具有良好的IT職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)規(guī)范；（6）誠實、守信、堅忍不拔的性格；（7）具有熱愛科學、實事求是、嚴肅認真、一絲不茍、按時守信的工作作風。三、課程內容與要求本課程根據(jù)區(qū)塊鏈應用操作員崗位能力要求，重構課程結構，形成了區(qū)塊鏈技術原理的課程結構，主要內容包括：區(qū)塊鏈基礎、區(qū)塊鏈賬本組件、區(qū)塊鏈通信組件、區(qū)塊鏈賬戶組件、區(qū)塊鏈通信組件、區(qū)塊鏈共識機制、區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體設計，每個模塊又由若干教學單元組成：區(qū)塊鏈基礎概念、區(qū)塊鏈技術開發(fā)基礎、區(qū)塊鏈賬本與區(qū)塊功能實現(xiàn)、區(qū)塊鏈賬戶體系實現(xiàn)、區(qū)塊鏈交易實現(xiàn)、區(qū)塊鏈賬戶和交易項目開發(fā)、區(qū)塊鏈P2P通信基礎與實現(xiàn)、Socket通信實現(xiàn)、Gossip網(wǎng)絡實現(xiàn)、共識算法與PoW實現(xiàn)、智能合約部署、典型區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體設計，具體見表2所示：表2教學內容及要求序號模塊/項目名稱教學單元/子任務主要學習內容（知識點）對接典型工作任務要求或職業(yè)能力要求思政育人目標建議學時1模塊一：區(qū)塊鏈基礎區(qū)塊鏈基礎概念1.區(qū)塊鏈基礎知識2.區(qū)塊鏈核心技術區(qū)塊鏈典型技術架構掌握區(qū)塊鏈組成原理及模塊組成架構能夠理解基于模塊化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構發(fā)揮主觀能動性，自主查閱手冊及資料42模塊一：區(qū)塊鏈基礎區(qū)塊鏈技術開發(fā)基礎1.區(qū)塊鏈開發(fā)環(huán)境準備2.Linux命令基礎3.Python基礎4.加密算法基礎掌握區(qū)塊鏈核心組件開發(fā)的基本工具使用方法遵守規(guī)范、利己利人。43模塊二：區(qū)塊鏈賬本組件區(qū)塊鏈賬本與區(qū)塊功能實現(xiàn)1.區(qū)塊概念回顧2.區(qū)塊存儲的代碼實現(xiàn)3.基于持久化進程的區(qū)塊查詢與存儲功能實現(xiàn)掌握區(qū)塊鏈去中心化賬本與存儲模塊開發(fā)與設計能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈去中心化賬本與存儲模塊掌握系統(tǒng)設計方法，培養(yǎng)嚴謹工作態(tài)度。44模塊三：區(qū)塊鏈賬戶與交易區(qū)塊鏈賬戶體系實現(xiàn)1.賬戶概念與代碼實現(xiàn)2.賬戶地址的代碼實現(xiàn)掌握區(qū)塊鏈賬戶體系模塊開發(fā)與設計探索數(shù)據(jù)價值，倡導工匠精神45模塊三：區(qū)塊鏈賬戶與交易區(qū)塊鏈交易實現(xiàn)1.賬戶間交易的代碼實現(xiàn)2.賬戶交易驗證的代碼實現(xiàn)能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈賬戶體系模塊保護個人隱私，維護國家安全46模塊三：區(qū)塊鏈賬戶與交易區(qū)塊鏈賬戶和交易項目開發(fā)1.持久化區(qū)塊與賬戶功能的代碼實現(xiàn)能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈賬戶體系模塊具有良好的IT職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)規(guī)范分工協(xié)作，合作共贏。47模塊四：區(qū)塊鏈通信組件區(qū)塊鏈P2P通信基礎與實現(xiàn)1.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的基本概念2.基于Python的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡開發(fā)掌握區(qū)塊鏈點對點網(wǎng)絡模塊開發(fā)與設計探索技術創(chuàng)新，提倡創(chuàng)新精神48模塊四：區(qū)塊鏈通信組件Socket通信實現(xiàn)1.Socket基本概念2.基于Python的Socket功能開發(fā)能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈點對點網(wǎng)絡模塊精煉系統(tǒng)設計，培養(yǎng)嚴謹工作習慣49模塊四：區(qū)塊鏈通信組件Gossip網(wǎng)絡實現(xiàn)1.Gossip網(wǎng)絡的基本概念2.基于Python的Gossip網(wǎng)絡實現(xiàn)掌握區(qū)塊鏈點對點網(wǎng)絡模塊開發(fā)與設計發(fā)揮主觀能動性，教導創(chuàng)新精神410模塊五：區(qū)塊鏈共識機制共識算法與PoW實現(xiàn)1.共識算法基本概念2.PoW共識的代碼實現(xiàn)掌握區(qū)塊鏈分布式共識機制模塊開發(fā)與設計能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈分布式共識機制模塊技術精煉，工匠精神理念深化411模塊六：區(qū)塊鏈智能合約組件智能合約部署1.智能合約的基本概念2.基于智能合約平臺的合約操作掌握區(qū)塊鏈智能合約基本概念以及部署方法個人品德，提倡明理守法412模塊七：區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體設計典型區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體設計典型區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體設計能夠使用典型程序開發(fā)語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體開發(fā)與設計學思結合、知行統(tǒng)一，勇于探索的創(chuàng)新精神。4四、教學方法建議全面落實立德樹人根本任務，有機融入思想政治教育元素；采用理實一體化、線上線下混合式等教學模式，項目教學、任務驅動、案例教學等授課方式，合作式、討論式、探究式等學習方法。鼓勵和引導學生開展合作探究學習、自主學習、親身實踐學習等。五、課程實施條件1.師資團隊要求主講教師需具備扎實的區(qū)塊鏈相關專業(yè)知識，熟悉教學和課程知識，需具備技術應用能力、教學設計能力、資源開發(fā)能力、教學實施能力。教學團隊由一名團隊帶頭人以及若干名專業(yè)骨干教師、專業(yè)課教師組成，要求主講教師能夠對所教學科進行思考，發(fā)掘和分析問題，掌握新的學習思維；能夠根據(jù)學習情況，和學生進行有效的溝通交流，激發(fā)學生積極性，引導學生正確的學習態(tài)度；能夠不斷創(chuàng)新，根據(jù)學生的學習特點和目標來改進教學內容，提高教學效果。2.實踐教學條件要求（1）計算機硬件要求:CPU主頻>1.5GHz，內存容量>=2GB。（2）軟件要求:Windows7或以上，VSCode、Pycharm、Postman等相關集成開發(fā)工具。（3）其他要求:本課程要求在多媒體實訓室完成，以實現(xiàn)“做、學、教”一體化，同時要求安裝多媒體教學軟件。3.教學資源基本要求（1）教材選用與編寫校企合作開發(fā)了新形態(tài)教材和校本講義?！秴^(qū)塊鏈技術原理》，陶亞輝主編，校本講義，2022年8月。（2）課程資源的開發(fā)與利用校企共同開發(fā)了線上課程。超星課程平臺；六、考核方式建議本課程注重學生平時學習過程，考核由素質性評價、知識性評價、技能性評價、創(chuàng)新性評價4部分組成，其中創(chuàng)新性評價為附加獎勵項，具體如表3所示。表2各項考核內容與比例序號考核環(huán)節(jié)考核內容比例1素質性評價編碼規(guī)范、文檔規(guī)范、職業(yè)素養(yǎng)、崗位認知、學習態(tài)度等20%2知識性評價作業(yè)+單元測驗（含期中考試）+期末考試40%3技能性評價各模塊任務實訓40%1．素質性評價對學生課堂中編碼和流程的規(guī)范程度進行評價打分，通過問卷等方式對學生的職業(yè)素養(yǎng)認知和專業(yè)崗位認知進行考核。同時對學生出現(xiàn)遲到、早退，儀容不整，不帶書本、從事與課堂教學無關事項、打瞌睡、不參與團組活動以及其他學習主動性明顯不足現(xiàn)象的，每次扣1分；無故曠課、嚴重影響課堂秩序的，每次扣2分，直至該項素質性評價成績扣完。如一課程缺課累計達總課時的三分之一及以上者，依照學院《學生學分制學籍管理規(guī)定》第十一條，該課程成績按零分計，直接重修。2．知識性評價每完成一個單元教學任務后應進行一次課堂小測驗；單元測驗、期末成績按30:70（百分制）計入知識性評價成績。3．技能性評價表4課程技能考核各模塊占比一覽表編號模塊名稱考核比例模塊1區(qū)塊鏈基礎10%模塊2區(qū)塊鏈賬本組件10%模塊3區(qū)塊鏈賬戶與交易10%模塊4區(qū)塊鏈通信組件10%模塊5區(qū)塊鏈共識機制10%模塊6區(qū)塊鏈智能合約組件20%模塊