新工科建设背景下审计虚拟仿真实验教学项目建设的思考

卢加元（副教授）（南京审计大学信息工程学院 江苏南京 211815）

一、引言

新工科是教育部为应对新一轮科技革命与产业变革的要求而提出的工程教育改革思想。新工科建设强调继承与创新，注重学科交叉与融合，以培养多元化、创新型卓越工程人才为目标，这对学生的实践创新能力、解决复杂工程问题的能力提出了新要求。党的十九大报告把审计的功能和作用提升到了一个新的高度，这就要求审计从业人员的职业胜任能力从传统的单科性转变为“多元化、跨学科、重实践”。以工程审计为例，近年来，随着我国经济的快速发展与城市化进程的不断推进，水利、交通、电力、城市基础设施等领域的工程项目建设快速增长，工程审计已从简单的对人工、材料、机械的审计延伸到了对工程项目的全过程审计，从结果审核转变为全过程沟通，这些改变给审计人员的从业能力带来了巨大挑战。高等教育作为人才的第一资源、科技创新驱动的重要结合点，与社会经济的发展关系十分紧密，高校应如何面向国家新经济发展的需要，培养更多具有政治、经济、信息技术等复杂知识结构、具备良好创新意识和工程实践能力的复合型人才，已成为当下审计高等教育不可回避的一个问题。

二、审计虚拟仿真实验教学项目建设的迫切性

审计是一个实践性较强的专业，同时具有涉及面广、政策性、综合性和操作性强等特点。李兆东（2018）通过对目前国内开设了审计专业的高校的人才培养方案进行分析，探讨了审计高等教育与经济社会对审计人才职业胜任能力要求的契合程度，认为目前审计高等教育人才培养与审计职业胜任能力的要求相去甚远、契合度较低。本文认为，造成这种现象的原因是多方面的，但忽视了对在校学生创新精神和实践能力的培养是一个重要原因，因此，强化实验教学环节，加大对实验教学项目的开发力度，是当前新工科建设背景下审计高等教育人才培养的当务之急。下面以工程审计为例作具体探讨。

随着国家经济的快速发展，工程审计在社会资源配置方式的引导、对社会总体发展以及经济增长的促进和调节等方面发挥着越来越重要的作用。从经济社会发展对人才培养的要求来看，现代工程项目建设越来越呈现出“空间体量大、结构类型复杂、施工周期长、管理复杂化”的趋势。在此背景下，要培养学生具备工程项目管理和工程审计的基本能力（比如看懂各种类型结构的工程实体、识别各类工程设计图纸、知晓工程造价、工程管理等），最有效的办法就是进行实体实验。然而，由于现代工程项目体量巨大、种类繁多、技术复杂，比如道路桥梁工程，即使是缩微的实验也存在着实体构件及加载设备体量大、实验环境恶劣、实验费昂贵等缺陷，因此进行实体实验显然是不现实的。此外，受限于资金、人力、师资、场地等，在学校进行工程项目诸多环节的实体实验也是不可能的。在此背景下，以现代信息技术为依托，开发虚拟仿真实验教学项目，通过虚拟仿真替代实体实验无疑是一个理想选择。

从工程审计教学的角度来看，工程审计的许多课程都必须借助实验操作或环境模拟才能加深学生对理论知识的理解。比如工程质量审计，众所周知，工程质量涉及勘察、设计、施工、监理、设备材料使用等多个环节，涵盖土建、电气、给排水、装饰装修等多个专业，任何一个环节和专业的疏漏，都可能导致工程质量的缺陷，因此，工程质量审计是目前国内外工程审计领域非常棘手的难题。实践中，工程质量审计往往需要通过物理、化学等破坏性试验对建筑材料、构件等进行质量检测，此外，还要对隐蔽工程中隐埋于建筑物、构筑物之中的建筑材料或构配件的数量、质量等进行审计。就隐蔽工程审计而言，由于有大量的隐蔽工程是难以再现的，具有明显的不可逆特性，这给隐蔽工程审计带来了困难。上述情景也是无法开展实体实验的，而现有的相关案例教学要么不直观，要么对工程质量缺陷、检测过程等表述不清，显然有必要借助虚拟仿真技术，利用动态教学模型，实时模拟质量检测、隐蔽工程等实体实验的场景，展示工程审计过程中的关键节点及其影响，帮助学生加深对工程审计相关课程理论知识的体会与理解。可见，开展虚拟仿真实验教学项目建设不仅十分必要，也是十分迫切的。

三、审计虚拟仿真实验教学项目建设的思路

按照教育部有关虚拟仿真实验教学项目建设的要求，审计虚拟仿真实验教学项目的建设应坚持以问题为导向，紧密结合审计行业对高校人才培养的需求，以“科学规划、校企（行业）合作、突出重点、分步实施”为指导思想，遵循“复杂实验具体化、昂贵实验经济化、高危实验安全化、不可逆实验形象化”的建设思路，利用虚拟现实、多媒体、人机交互等新兴技术，建设工程审计专业急需的、具有明显行业产业特色的虚拟仿真实验教学项目，以激发学生自主学习、自主实验、自主创新的兴趣。下面，以N大学工程审计虚拟仿真实验教学项目建设为例作具体探讨。

N大学是一所以教学为主的财经类省属高校，位于经济发达的沿海城市。该校的审计学专业是国家级特色品牌专业、教育部第一批综合改革试点专业，以及省“十二五”重点专业。经过几年的努力，N大学陆续开发了一些工程审计虚拟仿真实验教学项目，初步构建了工程审计虚拟仿真实验教学内容体系，如图1所示。

图1 工程审计虚拟仿真实验教学项目内容体系

（一）基础型实验模块

该模块主要对应建筑识图与构造、工程力学、工程结构、会计学、审计学、基建会计、财务管理、成本与管理会计、项目建设审计法规、建设项目审计等学科基础课、专业主干课、专业选修课。主要通过情境模拟和案例教学方式巩固理论学习成果，培养学生的认知能力。

典型实验项目1：施工场地规划仿真实验。该实验是建筑识图与构造课程的一个具体实验教学项目。该实验利用BIM（Building Information Modeling）技术，通过施工现场模拟，展示临时建筑、临水临电、加工厂房、材料堆场、塔吊位置等建筑要素布置方位，通过模拟，显示施工现场可能存在的安全隐患以及模拟安全事故发生的后果，以加深学生对建筑施工场地规划知识的理解。

（二）综合型实验模块

该模块主要对应建筑识图与构造、工程力学、工程结构、工程估价、建设工程招投标、财务管理、成本与管理会计、工程项目管理、建设项目审计等学科基础课、专业主干课、专业选修课。主要培养学生的综合分析能力，在每个实验模块下，又分为若干个实验教学项目。

典型实验项目2：钢筋混凝土梁受扭性能虚拟仿真实验。该虚拟仿真实验是“应力破坏”的一个具体实验教学项目，对应工程力学课程。该实验利用了有限元软件ANSYS，学生通过对混凝土构件的几何参数（例如截面形状、几何尺寸、钢筋配置等）、钢筋和混凝土的材料属性、边界条件、受力工况等的设定，利用静力加载分析得到混凝土构件的破坏形态、开裂扭矩、极限扭矩、扭矩-扭转角关系曲线等，了解截面几何形状和尺寸、箍筋间距、混凝土和钢筋材料强度对混凝土构件受扭承载力的影响规律，从而对混凝土构件的受扭性能产生直观的认识，初步理解钢筋混凝土构件的受扭破坏形态、裂缝发展过程和特征，以及不同配箍率、混凝土强度、钢筋强度等参数对构件纯扭承载力和变形的影响。

（三）创新型实验模块

该模块主要通过学科知识竞赛、创新性项目设计、科学研究、工程审计技能训练等方式，来培养学生思维的严密性、创造性，从而提高学生的综合分析和创新能力。该模块的典型实验项目：比如，教师结合自己的科研项目，针对工程审计方法、工具需使用大数据、云计算和“互联网+”等现代科技手段，指导学生开展工程审计关键技术的研究；再比如，针对工程审计对象的复杂性、周期长等特点，与学校基建部门合作，指导学生开展“高校基本建设工程全过程审计模式创新”大学生创新项目训练，通过对高校建设工程全过程审计模式的分析，将建设工程项目的造价控制功能与建设工程项目审计、建设管理单位经济责任审计等有机结合，以锻炼学生分析问题、解决实际问题的能力。

四、审计虚拟仿真实验教学项目建设的保障机制

虚拟仿真实验教学项目建设必须通过切实可行的措施，确保项目建设的可持续性。

（一）完善政策激励措施

完善的政策激励措施是虚拟仿真实验教学项目建设可持续的助推剂。高校应采取一系列措施，制定以奖励激励为主，采取灵活、有效的激励机制，在职称评定、职务晋升、薪酬奖励等方面，提高教师、行业（产业）专家及相关各方在虚拟仿真实验教学改革和教学项目建设中的积极性、主动性和创造性，形成虚拟仿真实验教学项目与实验教学改革相互促进、教与学共赢的良性机制。

实践中，虚拟仿真实验教学项目建设从素材收集到项目开发，无不需要教师投入大量的时间和精力，势必会影响教师的科研工作。几年前，大规模在线开放课程（Massive Open Online Courses，MOOC）作为新兴网络教育资源和新型网络教学形式备受各高校关注，然而，由于缺乏有效的激励和保障措施，不少将课程开发成MOOC进行教学改革尝试的教师付出了更多劳动后所计的工作量反而更少。这充分说明，如果高校不能采取一系列包括经费支持在内的政策激励措施，将会挫伤教师参与教学项目建设工作的积极性。

（二）建设高水平教学团队

新工科建设背景下，一支与时俱进、顺应新时代发展要求的高水平教学团队，是确保虚拟仿真实验教学项目建设可持续发展的源动力。在国家大力推进信息技术与实验教学深度融合的今天，高水平实验教学团队应包括高水平实验教学教师队伍和高水平实验教学技术保障队伍。一方面，工程审计虚拟仿真实验教学所需要的教师，应该是既具有系统的专业理论知识，包括工程管理、会计、审计、财务管理、现代信息技术知识等，同时又具有丰富的工程审计实践经验的专门人才。然而，目前大多数任课教师普遍缺乏实践经验，没有参加过会计师事务所审计及工程项目审计，有的甚至没有走出过校门参加过一般意义上的审计实践。教师实践能力的欠缺，严重影响了对学生实践应用能力的培养效果。因此，高校应有计划、有针对性地选派骨干教师到审计一线挂职锻炼，使其了解审计实务知识，通过锻炼丰富和完善自身的专业知识结构，从而弥补“有理论、少实践”的短板。另一方面，虚拟仿真实验教学项目的开发与维护离不开一支高水平的实验教学技术保障队伍，是实验教学项目建设的骨干力量。虚拟仿真实验教学项目建设综合应用了虚拟现实、多媒体、人机交互等新兴技术，显然，这些技术工作由承担实验教学工作的教师来完成是不合适的，也是不现实的，因此，高校应配备一支专门的实验教学技术队伍，配合实验教师队伍，从技术的角度提出虚拟仿真实验教学项目的开发思路，负责实验教学平台的管理与实验教学项目的改进与完善等。

（三）关注项目开发风险

审计虚拟仿真实验教学项目的建设要立足于教学需要，坚持从课程出发，以问题为导向。因此，教师不能闭门造车，而应深入到审计一线，对审计课程实验所涉及到的相关知识点进行素材收集，在此基础上进行技术开发、教学试用和教学效果评估等，并不断加以完善。审计虚拟仿真实验教学项目的开发流程如图2所示。

图2 审计虚拟仿真实验教学项目开发流程

在审计虚拟仿真实验教学项目建设过程中，要加强对实验教学项目开发全过程的规范管理，防范项目开发过程中的风险。比如图2中教学素材的采集，审计虚拟仿真实验教学项目的素材来源于审计实务，由于审计实务大多涉及到被审计单位的工作秘密和商业秘密，甚至是国家机密。按照审计保密规定，参与审计的人员应当遵守权利人保守商业秘密的要求，同时，不得擅自披露、使用或允许他人使用。反映在审计虚拟仿真实验教学项目建设方面，应要求进行项目调研的教师以审计保密规定为前提，将采集到的素材进行脱密处理，在此基础上才能使用开发工具，对工程项目（或某个环节）的实体环境建模，进行实验教学项目的开发和试用，否则，将造成审计泄密。再比如图2中的技术开发环节，审计虚拟仿真实验教学项目建设本质上属于软件项目开发的范畴，众所周知，软件项目开发的每个阶段都可能存在风险，比如软件开发的需求风险（如需求范围未界定、需求未细化、需求描述不清楚、需求遗漏、需求互相矛盾等）、工期风险、技术风险、质量风险以及知识产权风险等，因此，在实验教学项目建设过程中防范风险尤为重要。

（四）健全评估与反馈体系

对于虚拟仿真实验教学项目建设质量与使用效果的好坏需要进行有效的评价。通过评价和建立反馈机制，可以了解实验教学项目是否从学生的需求出发，结合了实验教学和人才培养需要？是否对学生的社会责任感、创新精神、实践能力的综合培养，以及调动学生参与实验教学的积极性和主动性等有一定的帮助？对于虚拟仿真实验教学项目建设的质量，比如，在实验教学内容设计方面，实验教学项目建设是否体现了“虚实结合、能实不虚、相互促进”的原则？是否与教学目标进行了良好的匹配？知识点的安排是否合理、逻辑结构是否有序、难点重点是否突出？等等。再比如，在技术应用方面，实验教学项目界面布局是否合理？导航是否清晰简捷？虚拟实验场景和对象的仿真是否逼真？人机交互是否友好？信息技术的选择是否符合相关技术规范和标准，兼容多种平台和主流浏览器？等等。通过不断的评价与反馈，实验教学项目的建设者可以依据反馈意见和建议对实验教学项目进行有针对性的改进与完善，从而确保虚拟仿真实验教学项目建设的高质量和可持续。

五、结束语

新工科建设为学生创新意识的培养以及实践能力的提升提供了契机。对于高校而言，如何紧密结合经济社会的发展对高校人才培养的需求，坚持问题导向，借助新兴技术，大力开发虚拟仿真实验教学项目，并通过一系列切实可行的措施，确保实验教学项目在高校人才培养过程中发挥有效作用，是当前新工科建设过程中实验教学改革面临的一项紧迫任务。期望本研究能够对当前高校实验教学改革的实践以及虚拟仿真实验教学项目建设的可持续发展提供参考。