从“纸上谈兵”到“实战练兵”:某高职院校工控安全人才培养实战化教学改革实践

2026-10-16 来源:长扬科技


一座现代化智能工厂里,机械臂正有条不紊地完成装配任务,SCADA系统屏幕上跳动着实时数据,一切井然有序。

突然,操作员发现屏幕上的数值开始异常跳动——指令被篡改了!

紧接着,一条生产线被迫停机,整个车间的节奏被打乱……



这不是电影情节,而是工业控制系统每天可能面临的真实威胁。


然而,面对这样的威胁,我们的准备足够吗?


教育部数据显示:到2027年,我国网络安全人员缺口将达到327万人,而高校每年培养的网络安全人才仅有3万人。更令人揪心的是,工业网络安全是一个集自动化、计算机网络、信息安全于一体的交叉学科,既懂IT又懂OT的复合型人才堪称“一将难求”。


一边是产业数字化转型的加速推进,一边是工控安全人才的极度匮乏。这道鸿沟,谁来填平?


近期,某职业学院携手长扬科技打造的工业控制系统安全实训室建设项目正式落地。该项目不仅为破解工控安全人才培养难题提供了一个极具参考价值的样板,更体现了职业教育的另一种可能——从“设备会动”到“系统安全可管”,一场关于人才培养的深刻变革正在发生。


PART 01

困境:工控安全教学的“五座大山” 


该职业学院智能制造系是学院的王牌院系之一。设有机电一体化技术、电气自动化技术、工业机器人技术、工业互联网应用等9个高职专业,拥有60多个理实一体化实训室,设备总值近亿元。系部同时牵头组建了首批国家级市域产教联合体——某市智能制造与高端装备产教联合体。


这样的硬件条件在全国同类院校中都算得上“顶配”。但学院决定开设工业控制系统安全相关课程时,却遇到了前所未有的挑战。


“工控安全的实训太难开展了。”智能制造系的老师坦言。


这种“难”,集中体现在五个方面:


第一,系统“贵”。一套真实的工控系统动辄几十万元,院校很难大规模采购。即便买回来,也舍不得让学生反复拆卸、调试。


第二,设备“大”。工业设备体积庞大,需要专门的厂房和配套环境,普通实验室根本放不下。


第三,操作“危”。工控系统连接着真实的生产线,一旦操作失误,轻则导致设备损坏,重则引发安全事故。学生在课堂上“不敢动、不能动、动不起”。


第四,场景“缺”。现有的教学大多停留在理论层面,缺乏贴近行业实际的教学场景。学生学了一堆理论知识,到了企业却发现自己连设备都认不全。


第五,标准“失”。工业安全学科体系缺乏统一标准,师资力量薄弱,教学开展和实训环境都没有成熟的依据可以参考。


“以前学生上课,大部分时间都在‘看’——看老师操作、看视频演示、看PPT上的原理图。真正动手的机会少之又少。”一位参与项目建设的老师回忆道。


从“看”到“练”,中间隔着一道鸿沟。


这道壁垒不打通,工控安全人才的培养就永远只能停留在口号层面。


PART 02

破局:三个关键词重塑实训体系 


面对这些难题,长扬科技与该职业学院共同探索出了一套全新的解决方案,方案的核心可以用以下三个关键词概括:


关键词一:虚实融合


传统的工控安全实训要么纯理论,要么纯实物。前者脱离实际,后者成本高昂。


长扬科技的规划思路是:虚实融合


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项目搭建了一套工业互联网安全靶场平台,这套平台既能模拟真实的工控环境,又能与实物设备联动。平台覆盖了“理论+实操+行业仿真”三大教学模块,可还原电力、石化、智能制造、汽车生产、交通信号等多个行业的真实生产场景。‘


在平台上,学生可以模拟汽车装配线的指令注入攻击与防护演练,也可以体验石化流程中的数据篡改与应急响应。每一个操作都有反馈,每一次攻击都能看到攻击原理、攻击过程、攻击后果。


“以前讲ARP欺骗攻击,学生只能在黑板上画流程图,现在可以直接在平台上发起攻击,亲眼看到设备状态的变化,然后再学习如何防护。”一位参与课程设计的工程师说,“这种沉浸式的学习体验,效果完全不一样。”


关键词二:便携灵活


除了大型靶场平台,该项目还配套了十余套便携式工控安全教学工具箱。


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别看工具箱不大,内部却集成了当下主流的工控设备与安全工具,可以支持分组教学、随堂演示、课后练习等多种场景培训需求。


“以前一个班几十个人,只有一两台设备,轮到每个人动手的时间非常有限。”老师说,“现在有了工具箱,我们可以把全班分成几个小组,每组一台工具箱,大家同时动手操作。课堂互动性、学生的参与度和学习效率都大幅提升了。”


更重要的是,这个工具箱解决了工控设备“贵、大、危、缺”的痛点。学生可以在安全的沙盒环境中反复练习,不用担心破坏真实设备,也不用担心引发安全事故。


关键词三:校企共研


硬件只是基础,真正决定教学质量的是课程体系和教材。


为了进行系统性地学习,长扬科技与该职业学院联合开发了一套完整的工控安全教材。目前,这套教材已经通过了出版社的三审三校,并有望入选国家规划教材。


同时配套的还有微课、虚拟仿真、在线评测等数字化学习资源,形成了一套可复制、可推广的教学资源包。


“我们希望这套教材不只是该职业学院在用,其他兄弟院校也能拿来就用。”长扬科技的项目负责人表示,“这样才能真正推动工控安全教育的标准化和普及化。”


PART 03

体系:层层递进的实战课程矩阵 


有了虚实融合的靶场平台、便携的教学工具箱以及校企共研的专业教材,接下来的关键问题就是:如何将这些资源高效地组织起来,形成一套科学、系统的教学体系?


长扬科技协同该职业学院围绕工业控制系统安全的核心能力要求,设计了一套层次分明、环环相扣的课程体系。整个课程体系分为初、中、高三个级别,涵盖了从基础认知到综合实战的全链路培养路径。


初级课程聚焦于打牢根基


学生从工业控制系统网络协议入手,理解工控系统的基本通信机制;随后学习工控安全的关键技术原理,掌握风险评估的方法论,了解安全工程的实施流程以及安全管理的基本框架。这一阶段既有扎实的理论铺垫,也有配套的动手练习,帮助学生建立对工控安全的整体认知。


中级课程则在初级的基础上实现进一步深化


同样的五大方向——网络协议安全、关键技术、风险评估、安全工程、安全管理——但内容更加深入,案例更加复杂,实操的比重也显著提升。学生不再只是“知道是什么”,更要“懂得为什么”和“会怎么做”。


高级课程全面转向实战与创新


这一阶段设置了六大专题,包括恶意代码与漏洞研究、攻击体系分析、安全运营、应急响应实践、行业研究以及综合案例演练。其中,应急响应实践课程的实操占比极高,要求学生直面真实的攻击事件,独立完成从发现、分析到处置的全流程操作。


“我们的建设目标不是培养只会背概念的学生,而是要培养能够直接上手解决问题的复合型实战人才。”长扬科技的工程师强调。从初级到高级,从理论到实战,每一步都经过精心设计,确保学生走出课堂就能快速满足企业的真实岗位需求。


PART 04

价值:成长不止于一间实训室 


这个项目的价值,远不止于一间教室的改造。


对于学生


可以在真实工控环境中开展漏洞挖掘、安全加固、应急响应训练,毕业时已具备相当于企业初级安全工程师的实战能力。他们将成为“自动化+网络安全”的复合型人才,成为填补我国工业互联网安全产业人才缺口中的一块拼图。


对于学校


实训室的建设破解了工控设备“贵、大、危、缺”的痛点,实现了从“看”到“练”的跨越。校企共研的教材有望入选国家规划教材,并成为工控安全人才培养的典型样板。


对于产业


实训室可以成为对接该市智能制造与高端装备产教联合体,与中国重汽、浪潮、某二机床等龙头企业深度合作。将产业前沿技术直接链接课堂,实现人才培养与产业需求的精准对接。


“我们培养出来的学生,企业可以直接上岗工作,不需要再进行二次培训。”某职业学院智能制造系的老师说,“这就是我们最想看到的。”


PART 05

结语:一场关于未来专业人才培养的“安全接力” 


回到开篇:当企业工业互联网安全人才缺口摆在面前,我们该怎么办?


该职业学院的选择是——不等不靠,主动出击。


通过与长扬科技的深度合作,学院不仅建成了先进的工控安全实训室,更建立起一套完整的“学、练、测”一体化人才培养体系。从课程设置到教材编写,从平台搭建到师资培训,每一个环节都是精心设计。


该学院工业控制系统安全实训室的落成,标志着学院在工控安全人才培养实战化迈出了坚实的一步,成为推动行业进步的良好开端。工业互联网的安全防线,需要更多的人来守护。而像该职业学院这样的先行者,正在用实际行动证明:职业院校完全可以成为工控安全人才培养的重要阵地。长扬科技将与更多院校携手,共同推动这场关于专业人才培养的“安全接力”,因为守护工业互联网的安全,就是守护中国制造的底气与未来。




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