基于虛實結合的網絡安全職業教育實訓基地建設途徑研究

黃文盛?胡濱

摘要：在當前從上到下支持數字經濟發展，網絡安全意識深入人心的背景下，教育主管部門就職業教育的發展下發了整體規劃。在實訓基地建設方面提出了建設教育新型基礎設施體系的要求，教育新基建將成為國家新基建的重要組成部分，落實到網絡安全職業教育方面，就是要開展虛實結合的實訓基地建設。從現實需求出發，分析了當前網絡安全職業教育存在的若干問題，就進一步建設發展實訓基地提出了整套建設途徑，對于職業院校高質量發展為地方經濟發展輸送合格網絡安全人才有著重要意義。

關鍵詞：教育新基建；虛實結合；職業教育實訓基地

一、前言

2021年7月，教育部等六部門發布了《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》，提出到2025年，基本形成結構優化、集約高效、安全可靠的教育新型基礎設施體系。教育新基建是國家新基建的重要組成部分，在職業教育領域，建設職業教育實訓基地是其重要組成部分。

當前，網絡安全實訓存在設備老化、理念陳舊的問題，高校人才培養與企業需求脫節，實訓中存在“看不到、進不去、成本高、風險大”的事實。為解決這些問題，本文就建設發展虛實結合的網絡安全職業教育實訓基地提出了整套建設途徑，試圖解決建設過程中遇到的“虛與實”“集中平臺與開放平臺”“成本與效率”等建設難題。

二、背景

建設網絡安全職業教育實訓基地，既是網信事業發展的需要，也是實施數字技能提升行動的需要，更是推動職業教育高質量發展的需要。

一是推動職業教育高質量發展的需要。教育部職成司印發了《職業教育與繼續教育2022年工作要點》，其中強調加快完善現代職業教育體系，繼續推進職業教育與繼續教育數字化升級。然而當前，我國網絡安全人才的數量和質量都無法滿足社會的需求，相關專業畢業生的數量遠遠不能滿足網絡空間安全的需要，而且網絡安全人才所掌握的技能和企事業單位網絡安全人才的實際需求之間也存在鴻溝，高校畢業生無法快速成為企業所需的人才。網絡安全人才的短缺直接導致相當一部分企業很難招聘合格的網絡安全人才，無法保障企事業單位的網絡安全。

二是江蘇有著巨大的網絡安全人才需求。網絡安全靠人才，隨著技術發展，網絡安全不再是可選項，而是保駕護航的必選項，其重要性不斷躍升。黨的十八大以來，我國網絡安全屏障進一步鞏固，網信事業取得歷史性成就、發生歷史性變革。江蘇作為網絡信息產業大省，網絡安全和信息化是相輔相成的，新征程、新階段對網信事業提出了新使命、新要求。打造集實踐教學、社會培訓、創新創業、技術研發服務于一體的網絡安全職業教育實訓基地將助力江蘇網信事業發展。

三是發展數字經濟，提升數字技能是首要一環。各級出臺了各類相關文件，如2021年4月，國家人力資源和社會保障部出臺《提升全民數字技能工作方案》，11月，江蘇省印發了《江蘇省“十四五”數字經濟發展規劃》，2022年《政府工作報告》中提出“促進數字經濟發展”。江蘇省各相關部門也聯合印發了《關于實施數字技能提升行動服務數字經濟強省戰略的指導意見》，提出12條具體政策和4條保障措施，明確江蘇省數字技能提升行動的實施路徑。江蘇省每年擬新增數字技能人才10萬人。

建設基于虛實結合的網絡安全職業教育實訓基地，旨在依托虛擬現實和人工智能等新一代信息技術，將信息技術和網絡安全實訓設備深度融合，以實帶虛、以虛助實、虛實結合，有效解決網絡安全技能實訓中“看不到、進不去、成本高、風險大”的實訓教學難題。

三、建設途徑

本文提出的的整體建設途徑“以實帶虛、以虛助實”，基于新一代云原生、容器虛擬化技術，聯合省內同類院校，協同打造具有示范性網絡安全職業教育虛擬仿真實訓基地。按照“統一平臺、統一調度、統一資源”推動平臺校企合作，資源自主建設，課程動態更新，推進職業教育的高質量發展。

（一）建設思路

目前，江蘇省職業教育發展正值轉型創新階段，職業教育領域以服務“強富美高”新江蘇建設為導向，積極加大在職業教育領域的投入，通過“建體系、強治理、提質量”等舉措，為網絡安全相關領域的振興奠定了高質量人才基礎。據此，“十四五”期間的整體建設思路是應積極適應新形勢、新任務和新要求，上下貫通、職普融通，建立廣闊的教育發展渠道，針對全省關鍵產業領域人才需求，建立“對口單招”、五年制高職和現代職教體系，中職升高等教育畢業生比例不低于60%。落實全國職業教育大會精神，辦好新時代職業教育，服務技能型社會建設。

圍繞“服務培養高素質技能人才的職業教育，服務人人可學的終身教育”兩大主題職能，聚焦“學科專業、職業技能、終身教育”三個方向，開展并完善學歷教育與培訓并重的現代職教體系建設，進一步暢通技術技能人才成長渠道。此外，結合江蘇省信息技術產業發展形勢，必須以《江蘇省職業教育質量提升行動計劃（2020-2022）》為依托，重點完善職業教育發展機制，全面部署和落實“立德樹人”任務，依托中職“領航計劃”“高職卓越計劃”“雙高計劃”等契機，促進職業教育高質量協調發展。

（二）建設內容

以教學實訓云平臺、虛擬仿真實訓中心、職業技能考試平臺和競技競賽平臺建設為抓手[1-2]，逐步建立體系化教學資源、融合性師資隊伍，以規范的校企合作機制推動網絡安全職業教育實訓基地的整體建設。

1.平臺架構

2021年9月，教育部科技發展中心發布《職業教育示范性虛擬仿真實訓基地建設指南》，提出虛擬仿真實訓教學管理及資源共享平臺用于對虛擬仿真實訓教學場所、虛擬仿真實訓設施設備和虛擬仿真實訓資源進行跨專業、跨院校、跨地域的統籌管理。根據“建設指南”，建設虛擬仿真實訓平臺可實現虛擬仿真實訓資源、通用實訓資源的共建共享，實現實訓的全過程跟蹤和智慧化管理，實現一站式實訓[3-4]。

在架構設計上，由教學實訓云平臺作為核心管理，對虛擬仿真實訓教學場所、虛擬仿真實訓設施設備和虛擬仿真實訓資源通過身份認證、資源調度、設備監控、信息整合等手段，進行跨專業、跨院校、跨地域的統籌管理，除此之外，還可對管理、監控和分析實訓教學過程，統籌分配虛擬仿真實訓資源。虛擬仿真實訓中心、職業技能考試平臺和競技競賽平臺作為功能模塊，在實訓云平臺的統一管理下，可利用實訓設備、實訓資源開展實訓、競賽、考試等功能（見圖1）。這樣的結構充分考慮了利用現存的實訓資源，建設不是推倒重來，造成資源浪費，而是充當粘合劑，利用好現有的設備與資源。

2.教學實訓云平臺

教學實訓云平臺將以《教育信息化2.0行動計劃》為指導，以統籌統建、開放互聯、共建共享為基本原則，采用微服務化、可水平擴展、彈性伸縮的架構，在設計上遵循實用性、松耦合、高容錯性、易擴展等設計原則，通過多級緩存、靜態化、內存計算等空間換時間的設計策略，在應用和數據之中采用多集群及讀寫分離的水平擴展方式，實現數據的多并發、高速度的讀寫。平臺提供網絡安全知識學習、技能實訓平臺支撐，實現了包括教學管理、虛擬仿真、項目實訓、技能評測等功能，同時平臺集成教學資源、課程資源，可為高校提供一體化理論和實訓解決方案。

通過構建一站式門戶和空間，平臺可實現網絡學習空間在網絡教學、資源共享、教育教學、實習實訓、綜合素質評價等方面的應用，依托“立體化”人才培養成長模型，通過互聯網新技術手段輔助人才成長，引領帶動專業教師教育信息化融合創新應用工作，深化產教融合。另外，在網絡安全實訓架構搭建中，需要依賴網絡通信平臺、實訓平臺等，不同平臺之間的信息交互以路由器、交換機等網絡設備為保障，使用戶與數據庫之間形成完整的網絡連接通道，以便各類實訓數據信息的傳遞。在實訓平臺的運行階段，主要是利用各類資源的統一調度，滿足不同類型、不同數量、不同時段的虛擬化訓練任務，可以給予實訓平臺最大限度的支持，保障對實訓內容及流程的科學化全面管理。

3.虛擬仿真實訓中心

基于大數據、云計算、“互聯網+”，以及當前新一代人工智能技術的支持，為職業教育虛擬化教學提供了更多可能。為深入貫徹黨和國家的職業教育發展要求，職業教育應以培育創新作為根本驅動，在《教育信息化2.0行動計劃》維度下，積極開展創新型教育教學，通過教育內容與創新技術的深度融合，加強頂層設計、多方協同推進、堅持服務全局，不斷推進職業教育網絡安全領域的虛擬仿真實訓發展。

虛擬仿真實訓中心可模塊化部署不同專業的網絡安全教學資源，配置沉浸式互動教學3DLED大屏、多人協同互動實訓系統等設備，利用虛擬仿真技術達到真實操作不具備或難以實現的教學效果。其中，虛擬仿真實訓室屬于虛擬仿真中心建設的關鍵內容，需要依據學校自身的專業特色及實訓條件，以提升實訓效果、利于教學實施、便利虛實結合作為根本原則，發揮產教融合、校企融合的方式，與虛擬仿真實訓進行全面對接。

4.職業技能考試平臺

職業技能考試平臺通過調度資源，可支持多認證、多級別（初級、中級、高級）、雙模式（練習考試、正式考試）、多種防作弊手段的業務功能。在職業技能考試平臺的應用上，可以充分發揮虛擬實訓的功能，借助虛擬漫游、虛擬場景、虛擬現實、增強現實、全息影像等技術優勢，加強用戶終端與平臺的交互，對職業技能考試內容進行規劃，提升考試內容的科學性、實時性和全面性，保持與職業技能考試標準的一致，從而滿足信息安全行業的各類認證考試業務需求。

除此以外，平臺還涉及了教師、管理員等不同的操作層面。教師所執行的后臺操作包括試題管理、試卷制定、試卷評審、用戶成績等；管理員則開展用戶信息管理、題庫和科目管理、考試監控、成績管理、試卷出題與維護等。通過各個環節的融合操作，形成了相對完整的職業技能考試平臺流程，以保證在實際的應用中發揮作用。

5.競技競賽平臺

平臺競技競賽靶場和平臺將用于支持省市大中型賽事的信息安全競賽，包括CTF賽事及AWD攻防戰等。題目內設公共題、攻防題、CTF題、選擇題四種題目類型，可滿足常規中型及大型賽事活動舉辦。網絡靶場提供安全演練基礎設施，用于訓練個人、小型和大型團隊，可提供能力資格認證。靶場在真實的網絡環境中混合網絡流量（合法和惡意軟件），使學員能夠遇到并操作各種網絡事件。

此外，平臺還可為滲透測試全過程提供專業的技術支持，如結合實訓所針對的網絡安全場景，建立網絡攻防信息支持、安全課程信息支持、實驗數據安全支持等，可以適應目前主流的Windows、Linux、Android等源操作系統，并對相關的實訓項目加以分類，根據實訓對象的實驗項目、操作系統、難易程度等設計出與之相適應的實訓體系，使競技競賽更加公平和高效，有助于最大限度挖掘參賽對象的潛力。

四、建設建議

（一）強師資，激發內生動力

目前，江蘇省作為職業教育創新發展的重要組成，需要從本省的實際需求及特點出發，扛起使命，聚焦重點，狠抓落實，努力構建“中、高、本、碩”貫通、融通的現代職業教育體系，集中更豐富的資源和力量，構建職業教育發展特色資源體系，全力為職業教育改革提供新思路、樹立好榜樣。

一是打造具備適應數字經濟發展需求，掌握虛擬仿真教學能力的專家型教師團隊。這樣的教師團隊既能從事教學咨詢服務、教學改革研究、教學質量評估、企業交流鍛煉等任務，也具備網絡安全職業教育課程開發、虛擬仿真實訓教學、實訓教學管理能力。二是推動教師引入虛擬仿真、人工智能等新技術，開發和運用教學效果好、受益面廣、開放共享度高、技術先進、運行管理有序的網絡安全教學項目和配套教材。三是夯實職業教育領域“雙師型”教師隊伍建設，相較于普通高等教育，職業教育更加依賴于師資力量的發展，尤其是特色化的“雙師型”教育隊伍，對于職業教育的發展至關重要，即立足于師資優勢反向推動教育創新和技術創新。

（二）融校企，匯合各方助力

校企融合屬于職業教育的一種創新模式，被廣泛應用于各職業教育之中，其優勢在于能夠共享人才培育資源，減輕各方對人才培養資源及人才保障的壓力，實現職業人才培育的價值最大化。由此可見，校企融合已然成為有效的發展模式，對于虛實結合的網絡安全教育實訓基地構建大有裨益[5-6]。

一是學校制定相關制度規范校企合作工作，明確各部門職責，建立校企合作考核指標和獎懲措施。將開展校企合作工作情況納入學校教學質量保障體系中，不斷檢驗、改進校企合作工作，使學校與企業之間保持深度合作，避免標準不統一、內容不匹配、資源不同步等問題。二是實訓基地建設實行掛牌，與合作企業簽訂協議，明確職責，規范各方的行為。學校保證人才培養質量，保證企業用人的優先權，為企業提供培訓、技術等方面的支持。企業保證在設備、場地等條件上的支持及人員的支持，保證學生實訓任務的安排。對掛牌合作單位，實施定期聯系和走訪制度，了解校企合作信息（包括合作內容、模式、進展情況、頂崗實習情況、招工信息等），實現資源共享。三是全面推行勞動就業引入制度和職業資格證書制度，調動學生參與校企合作的主動性。

（三）并資源，打造精品課程

職業教育在各專業教學中具有極強針對性，對各類教學資源的依賴性也更高。為了使職業教育能夠突出特色、抓住重點、把握關鍵，必須及時適應當前職業教育發展趨勢，以精品課程打造為先導，通過課程結構體系的優化合理分配各類資源，以完成對職業人才培養方面的促進。

一是廣泛開展校際合作，從各自閉門打造資源，變成協同建設資源，打造示范性網絡安全實訓精品課程。推動同類專業的競賽互動，課程互通，最后實現區域內的課程學分互換，互認，提高學科的整體教學水平。二是瞄準行業需求，與企業專家共同論證，從專業對應等崗位群的工作任務出發，將各崗位必備的知識技能有機結合，重構課程內容，打造一批與地區產業發展相結合的虛擬仿真實訓資源。三是優化實訓技術體系，利用當前各類新興技術平臺，尤其是人工智能等全新技術的引入，打造出高技術含量的實訓基地。

五、結語

虛實結合的實訓基地建設既能盤活當前的實訓資源，也通過引入虛擬仿真技術、云計算平臺技術，極大地擴充了網絡安全實訓的廣度和效率，體現了以學生為中心的人才培養目標。建設網絡安全職業教育實訓基地是整個教育新基建中的一環，需要在整個大背景中統一規劃實施才能順利推進，建設不僅是為了推動信息化水平，更是為了推進國家教育數字化戰略，促進職業教育的高質量發展。

參考文獻

[1]張嫻.基于信息安全競賽我院攻防實訓基地的設計與建設[J].科技風，2016（03）：117-118.

[2]莊麗.基于工業互聯網平臺背景下校內實訓基地建設方案設計[J].電腦知識與技術，2019，15（19）：156-157.

[3]范真維.高職院校校內實訓基地建設與發展的探索[J].實驗技術與管理，2018，35（07）：224-228.

[4]張新艷.基于虛擬仿真平臺+項目驅動的網絡工程實訓課程教學研究與探索[J].網絡安全技術與應用，2021（01）：108-109.

[5]何新鳳.高職院校協同創新實訓基地建設的研究與實踐[J].桂林師范高等?？茖W校學報，2017，31（05）：92-95.

[6]吳國興.校內實訓基地建設程序和方法的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2005，24（11）：99-101.

作者單位：黃文盛，南京城市職業學院；胡濱，南京城市職業學院智能工程學院

責任編輯：張津平