《区块链应用技术》课程教学大纲.docx

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《区块链应用技术》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称（中文）

区块链

课程名称（英文）

BlockChain

课程类别1:

专业选修课

课程性质2

选修

授课语言3

中文

授课学期

学分

课程学时及分配

总学时

讲课

实验

课外

适用专业

教材

朱建明高胜段美姣等，《区块链技术与应用》，机械工业出版社，2018年.

授课学院

先修课程

概率论与数理统计

后续课程

课程简介

课程基本定位：

本课程属于计算机科学与技术的专业选修课。

本课程的主要目的是让学生了解区块链的起源、发展以及各行业的应用需求；理解和掌握区块及链、密码技术、共识机制、激励机制、智能合约、P2P网络等的基本原理和实践应用，领会区块链中安全机制的设计思想，学会用“区块链思维”分析与设计各行业的应用方案。

核心学习结果：

让学生掌握区块链中涉及的密码学原理、P2P网络、分布式一致性等基础知识，培养其应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题。

主要教学方法：

讲授、案例、演示、实验、讨论。

大纲更新时间

2020年8月

注：

1.课程类别：

选填“通识核心课/通识拓展课/通修课/学科基础课/专业主干课/专业选修课/专业实践/

素质拓展”

2.课程性质：

选填“选修/必修”

3.授课语言：

选填“中文/双语/全英文或其他语种”

二、课程目标

序号

课程目标（参考培养目标、毕业要求、课程定位）

支撑毕业要求指标点1

达成途径

1.1

掌握区块链的起源、发展和研究领域，掌握区块链中的密码学，掌握分

讲授、实验、案例、专题研讨

布式计算系统架构，一致性协议和算法

1.2

掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

讲授、实验、案例、专题研讨

1.3

掌握区块链的主要概念、技术演化、部署形式、参考架构，掌握以太坊的出发点、核心概念、体系架构、分布式应用，掌握智能合约概念、体系架构、运行机制、开发部署。

讲授、实验、案例、专题研讨

1.4

具备应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题的能力，具备设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能力。

讲授、实验、案例、专题研讨

2.1

掌握Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，掌握Fabric管理和配置。

讲授、实验、案例、专题研讨

2.2

掌握智能合约的开发，包括链码的概念与结构，链码开发API,使用外部链码，掌握代表性应用案例的分析、设计和开发。

讲授、实验、案例、专题研讨

3.1

具有求真务实、自主学习、终身学习以及自我完善的精神。

讲授、实验、案例、专题研讨

注：

1.支撑毕业要求指标点：

选填项。

需要进行专业认证，有毕业要求指标点可参照的课程必填，无明确毕业要求指标点可参照的可不填。

三、理论教学内容

章标题

教学内容

学时

思政融入点

学生学习

预期成果2

教学方式3

课程目标

第1章绪论

区块链概述，区块

链技术的应用

我国对于区块链技术的重视和前瞻性战略部署

掌握区块链思想的来源的发展过程，理解区块链和信息安全密码技术的关系，应用场景以及能解决的行业问题

课堂讲授

目标

1.1

第2章区块链中的密码学

密码学概述，对称密码体制，非对称密码体制，Hash函数，数字签名技术

在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。

掌握对称密码体制，非对称密码体制Hash函数，数字签名技术

课堂讲授

目标

1.1

第3章分布式一致性

分布式计算系统架构，从ACID到CAP/BASE,一致性协议和算法

掌握分布式计算

系统架构，一致性

协议和算法

课堂讲授

目标

1.1

第4章比特币的核心概念

数字货币概述，比特币概述，比特币钱包，比特币密钥和地址，比特币交易，比特币脚本，比特币网络

在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。

掌握数字货币的核心概念，比特币的核心概念，比特币钱包，比特币密钥和地址，比特币交易，比特币脚本，比特币网络

课堂讲授

目标

1.2,

1.4

第5章比特币区块链技术原理

比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币运行与开发实验，比特币面临的挑战

掌握比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络

课堂讲授

目标

1.2,

1.4

第6

章区块链基本简介

区块链概念，区块链主要特征，区块链技术演化发展，区块链部署形式，区块链参考架构，区块链技术现状及未来发展趋势

掌握区块链的主要概念，技术演化发展，部署形式和参考架构

课堂讲授

目标

1.3,

1.4

第7章以太坊区块链概述

以太坊的出发点，以太坊体系架构，以太坊区块链核心概念，状态转换，以太坊钱包和浏览器，以太坊客户端，以太坊网络，分布式应用

掌握以太坊的出发点和核心概念，以太坊体系架构，状态转换，以太坊钱包和浏览器、客

户端、以太坊网络、分布式应用

课堂讲授

目标

1.3,

1.4

第8

章智能合约

智能合约概念，智能合约体系架构，智能合约运行机制，以太坊智能合约开发环境，以太坊智能合约部署流程

掌握智能合约概念、体系架构、运行机制，以太坊智能合约开发环境和部署流程

课堂讲授

目标

1.3,

1.4

第9

章区块链应用案例

布比案例，火币案例

掌握区块链应用的场景、核心思想和技术方法

课堂讲授

目标

1.4

注：

1.思政融入点：

至少写3条，简述该课程教学中将思政教育内容与专业教育内容有机融合的知识点（下同）。

2.学生学习预期成果：

描述学生在学完本节内容后应获得的知识、能力或素养水平（下同）

3.教学方式：

包括讲授、讨论、案例、演示等，但不限于所列，根据课程实际需要列举

四、实践（实验或实习）教学।

编号

实验或实习项目名称

教学内容

学时

实验或实习类型2

思政融入点

学生学习预期成果

课程目标

Fabric安装与部署

本地编译组件启动Fabric网络，容器方式获取、启动Fabric网络

验证性

掌握使用本地方式与容器方式进行Fabric安装、部署与启动

目标2.1

管理Frabic

网络

使用通道，管理节点，管理链上代码自动发现网络信息使用运维服务

验证性

掌握Frabic网络管理所涉及的主要技术点

目标2.1

智能合约的开发

链码的概念与结构，链码开发API,转账，资产权属管理，调用其他链码，发送事件，基于属性的权限控制，私密数据，使用外部链码

设计性

掌握链码的概念与结构，链码开发API,使用外部链码和6个开发案例

目标

1.4,

2.2

注：

1.此表可用于课内实践教学环节或某门综合实践课程

2.实验类型：

选填”验证性/综合性/设计性”；实习类型：

选填“认识实习/生产实习/毕业实习”

五、课程评价

（一）考核内容、考核方式与课程目标对应关系

课程目标

考核内容

课程目标在各考核方式中占比1

平时表现

课程作业

课程实验

期末考试

目标1.1

是否掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密

码学，分布式计算系统架构，一致性协议和算法

10%

25%

22%

目标1.2

是否掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

23%

目标1.3

是否掌握区块链的主要概念、技术演化、部署形式、参考架构，是否掌握以太坊的出发点、核心概念、体系架构、分布式应用，智能合约概念、体系架构、运行机制、开发部署。

23%

目标1.4

是否具备应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题的能力，是否具备设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能力。

25%

22%

目标2.1

是否掌握Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，是否掌握Fabric管理和配置。

35%

目标2.2

是否掌握智能合约的开发，包括链码的概念与结构，链码开发API,使用外部链码，是否掌握代表性应用案例的分析、设计和开发。

45%

目标3.1

是否具有求真务实、自主学习、终身学习以及自我完善的

精神。

100%

合计

100%

各考核方式占总成绩权重（自行赋值）

24%

15%

注：

1.课程目标在考核方式及占比：

主要根据课程目标自行设计和制定多元化考核方式，表中所列仅为参

考（红色数据可删除）。

但所列考核方式必须覆盖全体学生，可根据当学期具体教学情况酌情调整。

2.各考核方式占总成绩权重：

根据课程实际情况对各考核方式占总成绩的权重予以赋值。

（二）考核方式评分标准

1.课程作业评分标准

课程目标

评分标准

占比

90-100（优）

80-89（良）

70-79（中）

60-69（及格）

0-59

（不及格）

24%

目标1.1

能够深入掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一致性协议和

能够较好掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架

能够掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一

能够大致掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一致性协

不能掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一

算法

构，一致性

协议和算法

致性协议和算法

议和算法

致性协议和

算法

目标1.2

能够深入掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

能够较好掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

能够掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

能够大致掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

不能掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

目标1.3

能够深入掌握区块链的主要概念、技术演化、部署形式、参考架构，以太坊的出发点、核心概念、体系架构、分布式应用，智能合约概念、体系架构、运行机制、开发

能够较好掌握区块链的主要概念、技术演化、部署形式、参考架构，以太坊的出发点、核心概念、体系架构、分布式应用，智能合约概念、体系架构、运行机制、开发

能够掌握区块链的主要概念、技术演化、部署形式、参考架构，以太坊的出发点、核心概念、体系架构、分布式应用，智能合约概念、体系架构、运行机制、开发

能够大致掌握区块链的主要概念、技术演化、部署形式、参考架构，以太坊的出发点、核心概念、体系架构、分布式应用，智能合约概念、体系架构、运行机制、开发

不能掌握区块链的主要概念、技术演化、部署形式、参考架构，以太坊的出发点、核心概念、体系架构、分布式应用，智能合约概念、体系架构、运行机制、开发

目标1.4

具备良好的应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能

具备较好的应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块

具备应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解

具备基本的应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各

不具备应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链

力。

链技术解决各行业应用问题的能力。

决各行业应用问题的能力。

行业应用问题的能力。

技术解决各行业应用问题的能力。

2.课程实验评分标准（笔诂“试卷分析表”予以说明）

类评分标准可在大纲中按以下格式予以说明,

也可在通过

课程目标

评分标准

占比

90-100（优）

80-89（良）

70-79（中）

60-69（及格）

0-59

（不及格）

15%

目标1.3

目标1.4

具备良好的应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能力。

具备较好的应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能力。

具备应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能力。

具备基本的应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能力。

不具备应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题的能力。

目标2.1

能够深入掌握

能够较好掌

能够掌握

能够大致掌

不能掌握

Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

握Fabric安装、部署和使用,包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

握Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

目标2.2

能够深入掌握智能合约的开发，代表性应用案例的分析、设计和开发。

能够较好掌握智能合约的开发，代表性应用案例的分析、设计和开发。

能够掌握智能合约的开发，代表性应用案例的分析、设计和开发。

能够大致掌握智能合约的开发，代表性应用案例的分析、设计和开发。

不能掌握智能合约的开发，代表性应用案例的分析、设计和开发。

3.期中/期末考试评分标准（笔试类评分标准可在大纲中按以下格式予以说明，也可在通过“试卷分析表”予以说明）

课程目标

评分标准

占比

90-100

（优）

80-89（良）

70-79（中）

60-69（及格）

0-59

（不及格）

65%

目标1.1

能够深入掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一致性协议和算法

能够较好掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一致性协议和算法

能够掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一致性协议和算法

能够大致掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一致性协议和算法

不能掌握区块链的起源、发展和研究领域，区块链中的密码学，分布式计算系统架构，一致性协议和算法

目标1.2

能够深入掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

能够较好掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

能够掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

能够大致掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

不能掌握数字货币和比特币的核心概念，比特币区块，分布式共识机制，比特币激励机制，侧链技术，闪电网络，比特币面临的挑战。

目标1.3

目标1.4

目标2.1

能够深入掌握Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

能够较好掌握Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

能够掌握Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式,Fabric管理和配置。

能够大致掌握Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

不能掌握

Fabric安装、部署和使用，包括本地方式和容器方式，Fabric管理和配置。

目标2.2

能够深入掌握智能合约的开发，代表性应用案例

能够较好掌握智能合约的开发，代表性应用案例

能够掌握智能合约的开发，代表性应用案例的

能够大致掌握智能合约的开发，代表性应用案例

不能掌握智能合约的开发，代表性应用案例的

的分析、设计和开发。

分析、设计和开发。

的分析、设计和开发。

分析、设计和开发。

注：

考核方式和课程目标在考核方式中占比应与“

（一）考核内容、考核方式与课程目标对应关系”一致。

所列考核环节，除了笔试类均须依次给出评分标准，格式同上。

笔试类课程考核评分标准可以在本课程大纲里进行说明，也可以通过提交“试卷分析表”予以说明。

五、参考书目及学习资料

1.杨保华等《区块链原理、设计与应用（第2版）》，机械工业出版社，2020.

2.［荷兰］马克・冯・里吉门纳姆等《区块链蓝图》，天津科学技术出版社，2020

3.［加］Don

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