★ 朱毅文 上海云剑信息技术有限公司
摘要：《工业控制系统安全》是大学信息安全专业的选修课程，该课程主要涉及关键信息基础设施安全的核心技术，其安全性关系到国计民生、国家安全。把思政教育融入到课程教学中，培养学生具有社会主义核心价值观、开拓创新的进取精神具有重要意义。本文根据课程的特点，把思政教育融会贯通到工业信息安全的教学大纲中，并形成若干案例，促进学生开展工控安全科创和竞赛，形成思政融合教育的课程教学模式。
关键词：课程思政；工业控制系统安全；教学方法
1 引言
《工业控制系统安全》是大学信息安全专业的选修课程，该课程主要涉及关键信息基础设施安全的核心技术，其安全性关系到国计民生、国家安全。2020年5月28日教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，全面推进课程思政建设是落实立德树人的根本任务。
国内高校在该领域开展了课程思政的相关研究， 信息安全是一个交叉性学科， 涉及很多领域。在信息安全学科体系[3,4,5,9]和课程中融入思政元素[1,2,6,7,8,10]，西安电子科技大学的《无线通信网络安全》课程在开展思政教育时，从逆向教学反馈方面出发，构建了一个基于问题式学习的系统化课程思政设计流程。通过本案例的演示，为其他信息安全专业类课程开展课程思政教学[6]。《密码学基础》课程设计应充分体现人文素质教育，发掘思政教育资源，打造在线课程与课堂教学相融合的混合式“金课”[5]。
《Linux操作系统基础》课程倡导“润物细无声”，将雷锋精神、安全意识、社会责任感、知识产权等思政元素融入教学过程中[10]。上海电力大学信息安全专业开展了线上线下混合式教学[8]，思政教育渗透融合到多个学科的教学中[9]。
本文通过《工业控制系统安全》教学过程中的具体案例，把思政教育融会贯通到工业信息安全的教学大纲中，促进学生开展工控安全科创和竞赛，形成思政融合教育的课程教学模式。
2 思政融入课程教学大纲
2.1 课程思政目标
课程思政需要让学生深刻理解工业控制系统是我国关键信息基础设施，其安全运行关系到国计民生、国家安全，理解我国工业控制系统面临的安全风险，了解工业控制系统安全的关键案例，掌握入侵防御的关键技能，树立维护我国工业控制系统安全的信念。
2.2 思政融入教学大纲
工业控制系统安全是信息安全专业工业控制系统安全方向的专业选修课，主要目的是学习工业监视控制与数据采集系统基本概念，分析工业控制系统存在的脆弱点和面临的信息安全威胁，阐述工业控制系统信息安全体系，论述其相应的关键技术，介绍典型电力工业控制系统信息安全实际工程应用案例，分析国内外工业控制系统信息安全的发展趋势。课程思政融入教学大纲如表1所示。
表1 课程思政融合的教学大纲
3 思政教育方式
3.1 思政案例教学
工业控制系统安全思政元素的导入采用案例教学的方法，这样学生记住了完整的案例，就自然地融入了思政内容。
第1讲 工业控制系统安全与课程思政
第2讲 中国电力发展简史融入变电站攻击防御
第3讲 自力更生的革命史融入DCS系统
第4讲 国家电力网络攻击背景融入乌克兰电力系统病毒分析
第5讲 美国打压华为5G融入工业通信技术
第6讲 电力安全背景知识融入电力监控系统安全防护
第7讲 空间站遭遇威胁融入工业控制系统安全
第8讲 讲话精神融入关键信息基础设施检查
第9讲 CCTV新闻融入西门子控制系统漏洞
第10讲 滴滴泄露隐私融入网络安全法
将课程相关的案例，融入到课程教学中，通过腾讯会议录制视频，上传到智慧树（学分课程运营服务平台）上，如图1所示。
图1 思政案例教学视频
3.2 翻转课堂教学
为了充分调度学生参与课程的积极性，进行翻转教学，让学生在课前或课外观看课程思政的视频讲解，自主学习，教师不再占用课堂时间来讲授知识，课堂变成了老师与学生、学生与学生之间互动的场所。并且通过学生讲课，录制相关的视频，翻转课堂教学，学生视频如图2所示。
图2 翻转课堂教学学生视频
3.3 电力工控数据安全靶场建设
为了能够让工业控制系统安全这门课程教学效果更加突出，教师带领本科生、研究生开展了电力工控数据安全靶场建设，构建了覆盖太阳能发电系统、变电站自动化系统、配电网自动化系统、智能用电系统的数据安全靶场，构建110kV变电站网络攻击靶场，实现3D展示变电站巡视系统，完成网络攻击与虚拟系统、实际硬件系统的互动，并且完成了虚拟仿真实验环境，如图3（a）、（b）、（c）所示。
（a）110kV变电站巡检系统
（b）变电站监控系统刀闸
（c）网络攻击导致变电站刀闸开合
图3 电力工控数据安全靶场建设
4 思政教育的评价方式
4.1 教学评价方式
以往一门课的成绩组成为平时成绩30%+大作业成绩70%。
有一些学生具有很强的动手能力和科研能力，教师会提供其相关的研究课题并指导深入研究，在取得一定的研究成果后，鼓励投稿核心以上期刊论文。由此课程评价方式有所改变：
（1）平时成绩（出勤次数，实验报告，课题小组演讲）30%；
（2）大作业成绩70%（核心期刊投稿，申请国家发明专利，EI、SCI期刊或会议论文投稿，参加科创，提交未知漏洞）
这些评价方法的改变，调动了学生参与课程的积极性。
4.2 思政建设成绩
经过思政的教学改革，学生积极参加了中国工业互联网安全大赛并取得上海站一等奖、二等奖的成绩，在工业控制系统安全领域参与了2项国家标准、1项能源行业标准的资料整理收集工作，本科生与研究生联合培养，发表核心期刊以上相关论文，提交多个未知漏洞，此外，本科生参与到2021工业信息安全技能大赛巡回赛（上海站）比赛工作，获得了国家工业信息安全发展研究中心的感谢。
5 结论
《工业控制系统安全》课程经过思政教学的改革，提高了学生的主动性与创新性，把思政教育融入到课程教学中，培养学生社会主义核心价值观、开拓创新的进取精神，构建了电力工业数据安全靶场，学生参与工控安全科创和竞赛，树立了维护国家电力工业信息安全的信念。
★基金项目：上海电力大学课程思政建设项目（20191232）；上海高校党史学习教育与课程相融合示范课程；上海自然科学基金（20ZR1455900）;奇安信大数据协同安全国家工程实验室开放课题（No.QAX-201803）。
参考文献
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[4] 徐胜超. 思政教育融入信息安全课程教学的探索[J]. 新课程研究, 2021, (24) : 59 - 60.
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[10] 肖瑶星, 杨辉. 课程思政理念下的Linux操作系统基础课程教学设计[J]. 中国教育技术装备, 2020, (08) : 85 - 87.
作者简介
王 勇（1973-），男，河南确山人，教授，博士，现就职于上海电力大学，研究方向为工业控制系统安全、计算机病毒分析。
周 林（1968-），男，浙江宁波人，副教授，硕士，现就职于上海电力大学，研究方向为计算机网络安全。
陈思远（1991-），男，上海人，讲师，博士，现就职于上海电力大学，研究方向为密码与信息安全。
朱毅文（1997-），男，江苏南通人，学士，现就职于上海云剑信息技术有限公司，研究方向为工业控制系统安全。
来源 | 《自动化博览》2022年1月刊暨《工业控制系统信息安全专刊（第八辑）》
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