作为内河航运关键技术科普传播与工程教学实训的核心载体，船闸教学展示模型以“工程化复刻、可视化演示、交互式教学”为核心设计理念，打破传统技术讲解的抽象壁垒，通过精准比例缩放、多材料集成加工与智能化控制技术，完整还原船闸结构组成、水位动态变化及船只过闸全流程。与实际水利枢纽中的船闸不同，该模型摒弃了工业级载荷设计，聚焦科普演示与教学实训的核心诉求，在保证结构原理一致性的前提下，优化了可视化效果与操作交互性，助力用户从直观认知到深度理解船闸技术在内河航运中的核心作用，实现“所见即所得、所操作即所学”的科普教学目标。

从船闸模型的功能定位来看，其核心价值集中体现在三大维度：

一是科普演示的通俗化赋能，通过动态化、场景化的演示效果，将复杂的水利枢纽通航技术转化为公众可理解、可感知的直观场景，破解内河航运工程技术科普“门槛高、理解难”的痛点；

二是教学实训的专业化支撑，为水利工程、航运管理等相关专业学员提供高仿真的实操平台，帮助其掌握船闸操作流程、结构原理及运行调控逻辑，缩短理论学习与工程实践的距离；

三是技术展示的精准化复刻，作为水利工程技术成果的微型载体，精准呈现船闸的核心技术环节，为行业交流与技术推广提供直观支撑。

相较于传统静态模型，本类船闸教学展示模型的核心优势在于“动态仿真+数据可视化+交互可控”的三重特性，既保留了工程模型的结构精准性，又强化了科普演示的趣味性与教学实训的实用性，成为连接水利工程技术、教育教学与公众科普的重要桥梁。

第二章 船闸模型核心设计原则与技术指标规范

2.1 设计原则：兼顾科普演示与工程复刻

作为模型制造工厂的工程化设计，船闸教学展示模型的设计需遵循“原理一致性、结构精准性、演示直观性、操作安全性、拓展灵活性”五大核心原则，确保模型既符合工程技术规范，又能满足科普与教学的实际需求。

原理一致性原则是模型设计的核心前提，要求模型的运行逻辑、结构组成与实际船闸完全匹配，包括上下游闸门启闭顺序、水位调节机制、船只过闸流程等核心环节，确保科普演示与教学实训的专业性与准确性，避免因设计简化导致的技术误导。

结构精准性原则聚焦比例缩放与细节复刻，模型需根据展示场景与教学需求，采用1:50~1:200的合理缩放比例，确保核心结构（如闸室、闸门、输水系统、导航建筑物等）的相对尺寸、位置关系与实际船闸一致。同时，需重点复刻关键细节，如闸门密封结构、启闭传动机构、水位监测装置等，让用户通过模型能清晰认知实际船闸的结构特点。

演示直观性原则针对科普与教学需求设计，通过高透光材料选型、剖视结构设计、动态光影效果等方式，突出展示水位变化、水流流动、闸门启闭等核心演示环节，确保公众与学员能清晰观察模型内部运行状态。同时，优化模型操作界面，简化操作流程，让非专业人员也能快速上手操作，提升科普演示的互动性。

操作安全性原则贯穿模型设计全流程，考虑到模型多应用于校园、科技馆等人员密集场所，需采用无毒、环保、耐冲击的材料，优化电路与水路设计，设置过载保护、漏电保护、防干烧等安全装置，避免操作过程中出现触电、漏水、部件损坏等安全隐患，确保模型长期稳定运行。

拓展灵活性原则为模型的定制化需求提供支撑，设计过程中预留接口与模块化结构，支持根据不同应用场景（如课堂教学、科技馆展示、行业培训）调整模型尺寸、增减功能模块（如VR交互模块），实现“一型多用”，提升模型的适配性与使用寿命。

2.2 核心技术指标规范

为确保模型的工程化品质与科普教学效果，模型制造需严格遵循以下技术指标规范，所有指标均参考《内河船闸设计规范》（GB 50139-2014）与《教学仪器设备质量标准》制定，兼顾工程专业性与教学适用性。

比例缩放指标：常规模型缩放比例范围为1:50~1:200，小型课堂教学模型可采用1:200~1:300比例，大型科技馆展示模型可采用1:50~1:100比例；比例误差控制在±1%以内，核心结构（闸室长度、闸门宽度、上下游水位差）的尺寸误差不超过±0.5mm，确保结构比例的精准性。

材料性能指标：金属材料需采用304不锈钢，抗拉强度≥515MPa，屈服强度≥205MPa，耐腐蚀性符合GB/T 14976-2012标准，适用于闸门框架、传动机构等核心受力部件；亚克力材料需采用高透光级PMMA，透光率≥92%，冲击强度≥15kJ/m²，耐老化性能符合GB/T 7134-2008标准，适用于闸室侧壁、观察窗等可视化部位；工程塑料需采用ABS或PC材料，拉伸强度≥40MPa，热变形温度≥90℃，适用于船只模型、水箱壳体等非受力部件。

动态运行指标：水位调节范围为0~100mm（根据模型比例适配），水位调节精度±1mm，水位升降速度可调节（0~5mm/s）；闸门启闭时间3~10s可调，启闭过程平稳无卡顿，闸门密封性能良好，无明显漏水现象；循环供水系统流量可调（0~5L/min），运行噪音≤50dB，符合室内展示与教学环境要求。

智能化控制指标：支持自动演示与手动操作两种模式，自动演示模式下可完整模拟船只过闸全流程，演示时长5~15min可调；手动操作模式下可通过软件界面或实体按钮独立控制闸门启闭、水位调节；数据采集精度：水位±0.5mm，流量±0.1L/min，数据更新频率≥1次/秒；控制系统响应延迟≤0.5s，运行稳定无故障，连续运行时间≥8小时。

外观与结构指标：模型表面平整光滑，无明显划痕、毛刺，金属部件经过防锈处理，涂层均匀无脱落；剖视结构清晰，关键部件标注明确，便于教学讲解；模型整体稳定性良好，放置在水平地面上无倾倒风险，底部设置防滑垫与固定孔；模型尺寸根据应用场景适配，常规课堂模型尺寸≤1200mm×800mm×600mm，科技馆展示模型尺寸可达到8000mm×1500mm×1500mm。

第三章 核心结构组成与工程化制造工艺

3.1 总体结构布局设计

船闸教学展示模型的总体结构按照实际船闸的“上游航道-上游闸门-闸室-下游闸门-下游航道”轴线布局，整体分为五大功能模块：航道与闸室模块、闸门与启闭机构模块、循环供水模块、智能化控制模块、辅助展示模块。各模块采用模块化设计，便于组装、调试与维护，同时确保结构布局的合理性与运行逻辑的连贯性。

从结构布局的工程化考量来看，模型需优化重心设计，将重量较大的部件（如水泵、水箱、控制主机）布置在底部，提升模型整体稳定性；水路系统采用隐藏式设计，管路布置整齐有序，避免影响科普演示的直观性；电路系统与水路系统分离布置，设置独立的布线槽与防水措施，防止出现漏电、短路等安全隐患；辅助展示模块（如标注牌、数据显示屏）布置在模型侧面或顶部，便于观察与讲解，不影响模型核心运行环节的展示。

3.2 航道与闸室模块：结构复刻与材料集成

航道与闸室模块是模型的核心承载结构，模拟实际船闸的通航与水位调节空间，其结构设计与制造精度直接影响模型的演示效果与教学价值。该模块主要由上游航道、下游航道、闸室、防渗结构等组成，采用多材料集成制造工艺，兼顾结构强度与可视化效果。

闸室作为核心部件，采用“高透光亚克力+不锈钢框架”的复合结构设计：闸室侧壁与底部采用厚度10~15mm的高透光亚克力板，通过激光切割工艺加工成型，切割精度控制在±0.1mm，确保侧壁平整光滑，无明显变形；闸室四周采用304不锈钢方管（规格20mm×20mm×1.5mm）作为支撑框架，通过氩弧焊焊接成型，焊接处经过打磨处理，确保外观平整，同时提升闸室的结构强度，防止水位变化导致的亚克力板变形。

上游航道与下游航道采用与闸室一致的亚克力材料，长度根据模型比例确定（常规1:100比例模型航道长度为500~800mm），航道宽度为闸室宽度的1.2~1.5倍，确保船只模型能顺畅进出闸室。航道底部设置坡度（坡度1:50），模拟实际航道的水流导向，同时在航道入口处设置导航桩（采用不锈钢材质），引导船只模型有序进出。

防渗结构设计是闸室与航道制造的关键环节，采用“密封胶密封+橡胶垫片压紧”的双重防渗措施：亚克力板拼接处采用专用亚克力密封胶（耐水性符合GB/T 14683-2017标准）填充，拼接间隙≤0.1mm，确保无漏水现象；闸室与闸门接触处设置橡胶密封垫片（采用丁腈橡胶材质，邵氏硬度50~60度），通过闸门启闭的压力实现密封，模拟实际船闸的闸门密封原理。

该模块的制造流程严格遵循工程化标准：首先进行CAD三维建模，确定各部件的尺寸与装配关系；其次采用激光切割工艺加工亚克力板与不锈钢框架，确保加工精度；然后进行框架焊接与亚克力板组装，同步完成密封处理；最后进行水压测试，测试压力为模型最大水位压力的1.2倍，保压30分钟无漏水现象即为合格。

3.3 闸门与启闭机构模块：精准复刻与动作模拟

闸门与启闭机构是船闸运行的核心执行部件，其结构复刻与动作模拟的精准性直接影响模型的演示效果。该模块主要由上游闸门、下游闸门、启闭传动机构、限位装置等组成，采用“仿真结构+轻量化设计”的思路，确保动作平稳、运行可靠。

闸门设计采用实际船闸常用的人字门结构，兼顾结构合理性与演示直观性。闸门面板采用厚度8mm的高透光亚克力板，通过CNC雕刻工艺加工成人字造型，面板上设置加强筋（采用304不锈钢条，规格10mm×5mm），提升闸门的结构强度，防止闸门在水位压力下变形；闸门框架采用304不锈钢材质，通过折弯工艺加工成型，与面板采用螺栓连接，便于拆卸与维护。

启闭传动机构采用“步进电机+齿轮减速+连杆传动”的组合方案，确保闸门启闭动作平稳、精准可控。步进电机选用两相混合式步进电机（扭矩≥0.5N·m，步距角1.8°），配备驱动器，支持转速调节与正反转控制；齿轮减速机构采用精密行星齿轮减速器（减速比1:50），降低电机转速，提升输出扭矩；连杆传动机构采用不锈钢连杆，两端通过关节轴承连接，确保传动灵活，减少机械磨损。

限位装置采用机械限位与电子限位双重保护，防止闸门启闭过度导致部件损坏。机械限位采用不锈钢限位块，安装在闸门启闭的极限位置，限制闸门的最大行程；电子限位采用霍尔传感器，安装在传动机构上，当闸门运行到极限位置时，传感器触发信号，控制系统立即停止电机运行，实现精准限位。

该模块的制造与装配流程如下：首先进行闸门与传动机构的三维建模与仿真分析，验证动作可行性；然后加工各部件，闸门亚克力板采用CNC雕刻加工，不锈钢部件采用折弯、车削、铣削工艺加工；接着进行部件装配，依次安装步进电机、减速器、连杆、闸门，调整传动间隙，确保闸门启闭顺畅；最后进行动作调试，测试闸门启闭角度、速度与限位精度，确保符合技术指标。

3.4 循环供水模块：水位模拟与水流控制

循环供水模块是模拟水位变化与水流流动的核心模块，其设计需满足水位调节精准、水流稳定、运行噪音低的要求。该模块主要由水箱、水泵、管路系统、水位传感器、流量调节阀等组成，采用“闭环循环+智能调控”的方案，实现水位的精准控制与水流的动态模拟。

水箱采用隐藏式设计，分为主水箱与副水箱，主水箱安装在模型底部，容积根据模型比例确定（常规1:100比例模型容积≥50L），采用厚度5mm的ABS塑料板焊接成型，水箱内壁经过防腐蚀处理，确保长期使用无漏水、老化现象；副水箱安装在闸室底部，与主水箱通过管路连接，形成闭环循环系统，避免水资源浪费。

水泵选用微型静音离心泵（流量0~5L/min可调，扬程≥3m，噪音≤45dB），配备变频控制器，支持流量的无级调节，可根据水位调节需求调整水泵运行功率；管路系统采用食品级硅胶管（内径8~12mm），管路布置整齐有序，采用管卡固定，避免管路松动；管路连接采用快接头，便于组装与维护；流量调节阀采用微型球阀，安装在进出水管路中，用于调节水流速度与流量。

水位传感器选用超声波液位计（测量范围0~200mm，精度±0.5mm），安装在闸室顶部，实时采集闸室水位数据，通过RS485接口传输至控制系统；为确保水位测量的准确性，传感器安装位置需避开水流冲击区域，同时定期进行校准。

循环供水系统的工作原理如下：当需要提升闸室水位时，控制系统启动水泵，将主水箱中的水通过进水管路输送至闸室，水位传感器实时采集水位数据，当水位达到设定值时，控制系统关闭水泵，停止供水；当需要降低闸室水位时，控制系统打开排水管路中的电磁阀，将闸室中的水排放至副水箱，再通过回流管路流回主水箱，实现水资源的闭环循环。

3.5 辅助展示模块：科普赋能与教学适配

辅助展示模块围绕科普演示与教学需求设计，主要包括船只模型、结构标注牌、数据显示屏、语音讲解装置等，用于提升模型的科普效果与教学价值。

船只模型采用仿真设计，根据内河航运常用船舶（如货船、客船）的造型，按模型比例缩放制造，采用ABS塑料材质，通过注塑成型工艺加工，表面进行喷涂处理，还原船舶的真实外观；船只模型底部安装磁性底座，可吸附在闸室底部，避免水位变化导致船只漂移，同时便于移动，模拟船只进出闸室的流程。

结构标注牌采用亚克力材质，通过激光雕刻工艺加工，标注模型各核心部件的名称、功能（如“上游人字门”“闸室”“水位传感器”“循环水泵”等），标注牌采用可活动式设计，通过支架安装在模型侧面，便于拆卸与调整位置，适用于不同场景的讲解需求。

数据显示屏选用小型触控液晶屏（尺寸7~10英寸，分辨率1920×1080），安装在模型顶部或侧面，实时显示水位、流量、闸门状态等数据，同时支持触控操作，可切换演示模式、调整运行参数；显示屏内置定制化软件，界面设计简洁直观，分为数据展示区、操作控制区、流程讲解区，便于公众与学员操作与理解。

语音讲解装置采用微型语音模块与扬声器，内置科普讲解脚本，可配合模型演示自动播放讲解内容，讲解内容包括船闸工作原理、结构组成、运行流程等；同时，支持手动触发讲解，通过按钮控制语音播放与暂停，适用于教学讲解与公众咨询场景。

第四章 智能化控制系统设计与实现

4.1 控制系统总体架构

船闸教学展示模型的智能化控制系统采用“分层架构、模块化设计”，分为感知层、控制层、交互层三层结构，各层之间通过标准化接口通信，确保系统运行稳定、扩展灵活。

感知层作为数据采集核心，主要由水位传感器、霍尔传感器、流量传感器等组成，负责采集闸室水位、闸门位置、水流流量等关键数据，将模拟信号或数字信号传输至控制层，为控制系统提供决策依据；感知层采用高精度传感器，确保数据采集的准确性与实时性，同时具备抗干扰能力，适应室内展示与教学环境。

控制层作为系统核心中枢，采用“工业级单片机+PLC”的双核心控制方案，兼顾控制精度与运行可靠性。工业级单片机选用STM32F4系列，负责数据处理、逻辑判断与指令执行，通过串口与传感器、执行器通信；PLC选用小型可编程逻辑控制器（如西门子S7-200 SMART），负责复杂逻辑控制与流程调度，确保模型各模块协同运行；控制层同时配备电源模块、信号隔离模块，为各部件提供稳定电源，避免信号干扰导致的系统故障。

交互层作为用户操作与信息展示的窗口，主要由触控显示屏、实体操作按钮、手机APP等组成，负责接收用户操作指令、展示模型运行状态与数据信息；交互层支持多终端操作，用户可通过触控屏、实体按钮进行本地操作，也可通过手机APP进行远程控制，提升操作的便捷性。

控制系统的通信方式采用多种协议结合，感知层与控制层之间采用RS485通信协议（传输距离≤100m，传输速率9600bps），确保数据传输稳定；控制层与交互层之间采用USB或WiFi通信协议，支持高速数据传输与远程控制；各模块之间的通信采用标准化接口，便于后续功能扩展与模块升级。

4.2 硬件组件选型与集成

硬件组件的选型需遵循“性能匹配、运行可靠、成本可控”的原则，结合模型的技术指标与应用场景，选择适配的元器件，确保控制系统的稳定性与实用性。

核心控制单元：工业级单片机选用STM32F407VET6，具备1MB闪存、192KB RAM，支持多种通信接口（USART、SPI、I2C、RS485），运算速度快，稳定性强，可满足数据处理与指令执行的需求；PLC选用西门子S7-200 SMART ST40，具备24路数字输入、16路数字输出，支持以太网通信，可实现复杂逻辑控制与流程调度，同时具备良好的兼容性与扩展性。

传感器组件：水位传感器选用JCS-08超声波液位计，测量范围0~200mm，精度±0.5mm，响应时间≤500ms，支持RS485通信，具备防水、抗干扰能力；霍尔传感器选用A3144，用于闸门限位检测，工作电压5V，输出数字信号，响应速度快，可靠性高；流量传感器选用YF-S401涡轮流量传感器，测量范围0~10L/min，精度±2%，支持脉冲输出，可实时采集水流流量数据。

执行器组件：步进电机选用28HS34-0404两相混合式步进电机，扭矩0.4N·m，步距角1.8°，配备DM542驱动器，支持电流调节与细分控制，确保闸门启闭动作精准；电磁阀选用2W-025-08二位二通电磁阀，工作电压24V，通径8mm，流量大，响应速度快，用于控制管路通断；水泵选用DC40E微型静音离心泵，工作电压12V，流量0~5L/min可调，噪音低，运行稳定。

交互与显示组件：触控显示屏选用7英寸IPS触控屏，分辨率1920×1080，亮度≥300cd/m²，支持多点触控，响应灵敏；实体操作按钮选用防水轻触按钮，安装在模型侧面，用于紧急停止、模式切换等关键操作；手机APP采用蓝牙通信，支持Android与iOS系统，可实现远程控制与数据查看。

电源与保护组件：电源模块选用24V/5A开关电源，为PLC、传感器、执行器等提供稳定电源；配备12V/2A电源模块，为显示屏、语音模块等供电；同时设置过载保护、漏电保护、防干烧保护装置，当系统出现过载、漏电、水泵干烧等异常情况时，保护装置立即触发，切断电源，避免部件损坏。

硬件集成过程中，需注意以下要点：首先进行元器件布局设计，将核心控制单元、电源模块安装在独立的控制箱内，控制箱采用不锈钢材质，具备防水、防尘功能；其次进行布线设计，采用屏蔽线传输信号，电源线与信号线分离布置，避免信号干扰；然后进行接口焊接与固定，确保连接牢固，接口处采用绝缘胶带包裹，防止短路；最后进行硬件调试，测试各元器件的工作状态、通信稳定性，排查故障隐患。

4.3 软件系统开发与数据可视化

软件系统作为智能化控制的核心，采用“模块化开发”思路，分为数据采集模块、逻辑控制模块、交互界面模块、数据存储模块四大功能模块，确保软件运行稳定、功能完善。

数据采集模块负责接收感知层传感器传输的数据，包括水位数据、闸门位置数据、流量数据等。该模块通过RS485接口读取超声波液位计、流量传感器的数据，通过GPIO接口读取霍尔传感器的限位信号；数据采集模块具备数据滤波功能，采用滑动平均滤波算法，去除数据中的干扰噪声，确保数据的准确性；同时，设置数据采集周期（默认1次/秒），可根据需求调整采集频率。

逻辑控制模块是软件系统的核心，实现模型运行流程的调度与控制，包括自动演示逻辑、手动操作逻辑、故障处理逻辑等。自动演示逻辑预设船只过闸全流程，包括“上游船只进入闸室→关闭上游闸门→闸室水位调节→打开下游闸门→船只驶出闸室”五个环节，各环节通过时间节点与水位阈值触发，实现全流程自动化运行；手动操作逻辑支持用户独立控制闸门启闭、水位调节、水泵启停，通过触控屏或实体按钮发送操作指令，控制系统立即执行相应动作。

船闸教学展示模型的全流程自动化控制逻辑以实际船闸的运行流程为依据，通过软件编程实现各环节的协同运行，确保演示流程的准确性与连贯性。以下为船只从上游过闸至下游的全流程控制逻辑解析：

步骤1：初始状态初始化。模型启动后，控制系统自动进行初始状态检测，包括闸门状态（上游闸门打开、下游闸门关闭）、水位状态（闸室水位与上游水位一致）、水泵状态（停止运行）、传感器状态（正常工作）；若检测到初始状态异常，立即触发报警信号，提示用户进行调整；若初始状态正常，模型进入待机状态，等待演示指令。

步骤2：上游船只进入闸室。用户发送自动演示指令后，控制系统启动演示流程，首先控制上游闸门保持打开状态，同时语音讲解“上游闸门已打开，船只准备进入闸室”；此时，用户可将船只模型从上游航道推入闸室，或通过自动推送装置（可选配）将船只模型送入闸室；船只进入闸室后，霍尔传感器检测到船只到位信号，反馈至控制系统。

步骤3：关闭上游闸门。控制系统接收到船只到位信号后，立即启动上游闸门启闭电机，控制上游闸门缓慢关闭；闸门关闭过程中，霍尔传感器实时检测闸门位置，当闸门关闭到位时，传感器触发信号，控制系统停止电机运行；同时，语音讲解“上游闸门已关闭，闸室开始调节水位”。

步骤4：闸室水位调节。控制系统启动循环水泵，打开上游进水管路电磁阀，将主水箱中的水输送至闸室，开始提升闸室水位；水位传感器实时采集闸室水位数据，与下游水位设定值进行对比；当闸室水位达到下游水位设定值时，控制系统关闭水泵与进水管路电磁阀，停止水位调节；同时，语音讲解“闸室水位已调节至下游水位，准备打开下游闸门”。

步骤5：打开下游闸门。控制系统启动下游闸门启闭电机，控制下游闸门缓慢打开；闸门打开到位后，霍尔传感器触发信号，控制系统停止电机运行；同时，语音讲解“下游闸门已打开，船只准备驶出闸室”。

步骤6：船只驶出闸室。用户可将船只模型从闸室推入下游航道，或通过自动推送装置将船只模型送出闸室；船只驶出闸室后，霍尔传感器检测到船只离开信号，反馈至控制系统。

步骤7：关闭下游闸门并恢复初始状态。控制系统接收到船只离开信号后，启动下游闸门启闭电机，控制下游闸门关闭；闸门关闭到位后，启动水泵与下游排水管路电磁阀，将闸室水位调节至上游水位；水位恢复后，关闭水泵与排水管路电磁阀，控制上游闸门打开，模型恢复初始状态，等待下一次演示指令。

整个自动化演示流程中，控制系统实时监测各环节的运行状态，若出现异常（如闸门卡阻、水位调节精度不足），立即暂停演示流程，触发报警信号，并在显示屏上显示故障信息；故障排除后，用户可选择继续演示或重新启动流程，确保演示流程的可靠性。

第五章 典型应用场景与功能落地效果

5.1 水利工程教学与实训场景

船闸教学展示模型作为水利工程专业的核心教学实训设备，广泛应用于高校、职业院校的课堂教学与实训基地，为学员提供高仿真的实操平台，助力理论知识与工程实践的深度融合。

在课堂教学场景中，模型可作为“内河航运工程”“水利枢纽设计”等课程的直观教学工具，教师通过模型演示，结合理论讲解，帮助学员理解船闸的结构组成、工作原理与运行流程。例如，在讲解“船闸水位调节机制”时，教师可通过模型的动态演示，展示闸室水位从上游水位调节至下游水位的全过程，配合数据显示屏上的水位曲线，让学员直观认知水位调节的控制逻辑与水流变化规律；同时，可通过手动操作模式，让学员亲自控制闸门启闭与水位调节，加深对知识点的理解。

在实训教学场景中，模型可用于学员的实操训练与技能考核，提升学员的工程实践能力。实训内容主要包括：船闸全流程操作实训，学员需独立完成船只过闸的全流程操作，掌握闸门启闭、水位调节的操作技巧；故障排查与处理实训，教师通过模型预设故障（如闸门卡阻、水位传感器故障），学员需通过观察模型运行状态、分析数据信息，排查故障原因并进行处理；控制参数优化实训，学员可调整水泵流量、闸门启闭速度等参数，观察参数变化对模型运行效果的影响，提升工程优化能力。

此外，模型还可用于水利工程专业的课程设计与毕业设计，为学员提供实践载体。例如，学员可围绕“船闸模型控制系统优化”“模型比例缩放对演示效果的影响”等课题，结合模型的运行数据与实际操作，完成课程设计报告或毕业设计论文，提升科研与创新能力。

5.2 公众科普教育场景

船闸教学展示模型是开展内河航运与水利工程科普教育的重要载体，广泛应用于科技馆、青少年活动中心、水利枢纽景区等场所，通过生动直观的演示效果，向公众普及船闸技术知识，提升公众的水利工程认知水平。

在科技馆场景中，模型可作为常设科普展品，配备自动演示功能与语音讲解装置，无需工作人员操作即可自动完成船只过闸全流程演示，配合数据显示屏与结构标注牌，让公众直观了解船闸的结构组成与工作原理。同时，可设置互动体验区，让公众通过触控屏或实体按钮手动操作模型，体验闸门启闭、水位调节的乐趣，增强科普教育的互动性与趣味性。

在青少年活动中心场景中，模型可用于青少年水利科普夏令营、科技实践活动等，通过科普讲座与模型实操相结合的方式，向青少年普及内河航运与水利工程知识。例如，组织青少年观察模型演示，亲手操作模型，了解船闸在防洪、通航、水资源利用中的重要作用；同时，可开展模型制作实践活动，让青少年亲手制作简易船闸模型，提升动手能力与创新思维。

在水利枢纽景区场景中，模型可作为景区科普展示设施，安装在游客中心或景区展厅，配合实际船闸的实景展示，让游客通过模型演示了解水利枢纽的通航功能；同时，景区工作人员可通过模型讲解，向游客介绍船闸的建设历程、技术特点与运行效益，提升景区的科普教育价值。