未来战场风云突变，战机稍瞬即逝，打赢高技术战争迫切需要培养应用创新型人才。流体力学作为海军院校的一门专业基础课程，也是一门必修的主要课程，该课程的教学对海军军官的职业生涯起着重要的支撑作用，而其实验教学恰恰是培养应用创新型人才的重要途径。随着时代的发展，传统的教学理念和教学方式已无法满足新时代人才培养的教学需求，改变单一的以教员为主体的传统实验教学理念，创建“教员主导、学员主体、师生互动、问题驱动、能力为主”的新型教学理念才能培养出应用创新型人才，才是实验教学改革的新出路。
下面结合我校教员多年的实践教学经验，针对应用创新型人才的培养，从实验教学环境、实验教学模式、实验教学流程三个方面谈一谈流体力学实验教学改革的思路。
1 优化实验教学环境
实验教学环境建设是一项复杂的系统工程，包括硬件建设和软件建设，要培养应用创新型人才首先必须优化实验教学环境，满足教学需求。
1． 1 完善硬件设施
流体力学作为我校的一门专业基础课，每年承担着700 多名学员的实验教学任务。为了彻底改变少数人动手、多数人围观的局面，为学员动手能力、创新能力的培养提供一个全新的舞台，我校教员通过自行研制与购置相结合，新增多个综合设计性实验、虚拟实验、创新性实验以及研发性实验，并增加每个实验项目所需要的实验设备的台套数，构建了水动力学实验室、气动力学实验室、虚拟实验室以及创新实验室。
1． 2 制作展板
为了给实验教学环境营造浓厚的人文气息和文化氛围，我们制作了数十块精美的具有专业特色的展板，包括著名科学家介绍、流体力学现象解释以及实验项目说明、应用等，让学员在实验之余了解流体力学的发展历史及理论知识，观察流体力学的一些自然现象并思索其缘由，认识科学家们在流体力学领域所做的突出贡献，学习他们锲而不舍的科学精神，从而达到启发学员思维、激发学员热情、提高学员科学素养的目的，为应用创新型人才的培养提供一个科学、严谨、求实、创新的文化氛围。
1． 3 建设网络信息平台
我们将以计算机和网络为核心的现代信息技术在流体力学实验教学中广泛应用，自主研发了实验室信息管理平台和实验课网上选课系统，有力地推动了教学环境建设向多媒体化、网络化、数字化方向发展。
( 1) 实验室信息管理平台。为了实现资源共享，为全校师生提供科研和教学便利，我们研发了实验室信息管理平台。该平台包括实验室简介、实验项目、师资力量、科研设备、教学仪器、网络课件、教学视频、多媒体课件等等，全校师生在校园网任意一终端登陆此平台即可了解并下载相关内容。
( 2) 实验课网上选课系统。该系统包括实验预约、实验进行、实验报告、实验成绩四个部分，具体流程如图1 所示。针对学员实验前不认真预习的情况，我们在实验预约环节中加入预习测试功能，学员只有通过测试才能成功预约实验。同时，开发了电子实验报告与自动评分系统，学员在校园网任意一终端登陆此系统即可提交电子实验报告，得知实验成绩。

图1 实验课网上选课系统流程
2 改革实验教学模式
根据学员的专业不同、接受能力的差异，结合现有的设备仪器，我们将实验内容细分为演示实验、验证性实验、综合设计性实验、创新性实验、研发性实验等。同时制定了三种学时的实验课程标准，编制了由浅入深的实验教材，改革传统的讲授式教学模式，实行以“教员主导、学员主体、师生互动、问题驱动、能力为主”为教学理念的多样化教学模式，如研讨课模式、开放型模式、竞赛式模式等。
2． 1 研讨课模式
为了改变以教员为主体的传统演示教学模式以及几十个人围着一台仪器看教员演示的情况，我们将新型的研讨课模式引入演示实验教学。教员不再按传统实验教学模式仅仅对着实验仪器讲解其目的、内容及原理，而是根据实验内容将学员分组，由学员自己演示讲解实验。同时教员针对每组讨论的实验内容提出研讨题目，且给出的研讨题目不局限于实验目的、操作方法及原理，而着重于引导学员思考实验原理的实际应用，并激发学员的创新思维，鼓励学员根据实验原理自主修改或设计实验仪器。
针对学员讨论出的问题结果，教员一般不指明哪个答案为最佳，而主要针对他们在分析思考问题时表现出的对概念和原理不清楚部分，简要指出他们的错误，要求他们通过讨论或课后查阅资料分析清楚问题的实质。在课程结束前，教员根据学员的研讨情况布置实验报告。实验报告形式不同于传统形式，而类似于一个总结报告，即学员将本次实验的讨论过程、观点及想法等写成报告形式，并鼓励有能力的学员可根据原理修改或设计出新的实验仪器，参与创新性实验。
2． 2 开放型模式
针对验证性实验、综合设计性实验以及创新性实验实行开放型模式，学员可以根据自己的知识水平、动手能力以及时间安排登陆实验课网上选课系统自由地选择实验时间和实验项目。一般对于一些接受能力较差、基础弱的学员应多花时间选做验证性实验，如伯努力能量方程验证实验，训练自己的动手能力和掌握基本的实验技能; 而对领悟能力好、动手能力强的学员，则引导他们在了解实验仪器性能、操作方法和实验目的的基础上选作综合设计性实验，如改变管道高程和作用水头研究喉管段真空度情况等的伯努利能量方程综合设计实验，或引导学员自己设计实验方案进行创新性实验。
2． 3 竞赛式模式
为了引导学员参与创新思维活动，提高学员创新能力，培养应用创新型人才，针对研发性实验采取竞赛式模式，即面向全校定期开展力学创新设计竞赛，对参加申请并择优遴选后的学员实行竞赛式模式，他们可以在教员指导下，借助实验室的条件自由完成研发设计。对于研发的内容，学员可以选择教员指定的题目，如气垫船模型设计等，也可以自由选择自己感兴趣的流体力学问题开展研究。同时对于评审优秀的项目实行经费支持，提高学员的积极性。
3 规范实验教学流程
为了确保实验教学的顺利开展，避免实验内容层次化、教学模式多样化带来的教学管理问题，特制作实验教学流程展板，如图2 所示。

图2 流体力学实验教学流程
( 1) 实验预习。要求学员变被动为主动、自主学习、自我管理，预约实验前主动预习相关实验内容、了解实验的基本操作方法和明确实验的最终目的，为成功预约实验做准备。
( 2) 实验预约。根据理论课程的教学进度与学员的课程安排，在某段时间内充分利用正课时间、自习时间和休息日开放相关实验项目。学员可以在这段时间内登入流体力学实验课网上选课系统自由预约实验，一旦预约成功，学员即可按所预约时间进行实验。
( 3) 实行刷卡登记制度。学员预约实验后应在规定时间内刷卡进入实验室，并按所预约设备对号入座进行实验，如实填写设备使用登记本，且实验结束后将处理的数据交给教师审阅签字后方可以刷卡离开。
( 4) 实验操作。根据学员所选择的实验类型不同，对应的实验教学模式也存在不同，学员需配合教员按照对应的实验教学模式完成实验操作。在实验操作过程中，学员是主体，教员只起引导作用。
( 5) 数据处理。学员记录实验数据后，需立即处理一组数据提交给教员审阅，如数据正确则可刷卡下课，如数据错误则需重新实验，确保每位学员都认真掌握并正确操作每个实验。
( 6) 实验报告。学员实验完成后一周内登陆实验课网上选课系统提交电子实验报告，并可查看实验成绩。
4 存在的问题与对策
流体力学实验教学改革虽然取得了一定成效，但也遇到了一些问题，如学员不善于主动参与研讨实验，选做创新性实验、研发性实验的人数偏少，多样化实验教学模式的实施困难等。我们针对这些问题进行了探讨和研究，并提出了一些对策。
( 1) 加强学员与教员之间的沟通，鼓励学员大胆创新。学员习惯于传统教学模式，不善于主动发起讨论或参与讨论，还有些学员过于胆怯不敢说出自己的想法。针对这一情况，教员应在平时的教学过程中，加强与学员之间的沟通，把以学员为主体的教学理念传达给学员，打破他们的传统观念，鼓励他们大胆创新。
( 2) 更新实验教材，满足实验内容层次化、教学模式多样化的需求。实验教材应与新型的实验内容、实验教学模式相结合，由浅入深、难易结合，既能指导基础差的学员顺利完成实验，又能引导学有余力的学员进行思考和自主创新。
( 3) 加大实验项目的趣味性、实用性和挑战性。增加与工程、军事实际问题相结合的实验项目，如利用流体力学原理设计仿生机器鱼等，激发学员参与创新性实验的热情，提高他们学习的积极性和主动性，培养他们运用理论知识解决实际问题的能力。
( 4) 研究面向应用创新型人才培养的实验考核机制。实验考核作为实验教学的一部分，也必须与时俱进，因此必须研究出能真正检测学员应用创新能力的考核机制，让学员理解实验教学的真正目的。
5 结语
我校流体力学实验室针对应用创新型才人培养所进行的一系列教学改革，使得学员的实验热情、知识应用能力、动手实践能力和创新研发能力均大幅提高，可见其教学改革具有一定成效，且其关注学员参与、重创新能力而不是知识传授的实验教学理念应积极推广到其他实验课程中，发挥更大的成效。