松材线虫病是国际重大检疫性病害，也是新中国成立以来发生最严重的森林病害，对我国林业健康可持续发展及生态安全造成巨大威胁，造成经济损失上千亿元，年均防治经费近百亿元。加强松材线虫病防控工作，对于维护国家生物安全和森林绿色可持续健康发展至关重要，相关专业人才的培养则是重中之重。

背景与痛点

在实际教学中，松材线虫病防控专业的实践教学却存在诸多瓶颈：

松材线虫病的防控对象多为成年大树，天然生长环境多分布于山区以及贫瘠的山坡，对场所要求高。且大部分松林山险沟深、树高林密、路远地滑，危险性大、能耗高，学生难以到达现场进行沉浸式实体体验教学。

为避免松脂的分泌对药剂输送的影响，林间实际注干施药最佳时间是每年12月至来年2月，这段时间正好是学生寒假期间，而施药后要到10月份才能进行药效检查，与正常教学周期不能对应。而整个实验流程通常需要1—3年，学生难以在课程期完成整个实验。

施药防治效果评价采用松材线虫检测的方法，需要砍树进行取样，破坏性操作不可逆，存在着对森林的破坏等问题。

因此，基于以往的实验教学方法很难实现全过程教学，效果不佳。

虚拟仿真的解决方案

针对现实教学瓶颈，结合AI+虚拟仿真的《松材线虫病注干施药绿色防控新技术虚拟仿真实验》应运而生。

实验依托森林保护学国家级教学团队、生物农药高效制备技术国家地方联合工程实验室等平台，利用虚拟仿真技术，将多年研究取得的先进科技成果固化为实践教学内容。

通过虚拟仿真实验，把药剂配置、施药技术、防效评估等注干施药过程简单化、形象化，通过极富吸引力的游戏操作式虚拟动画还原了甲维盐注干剂配制到林间施药防治松材线虫病的整个过程，重点解决了该实验对象具有生物危险性、实验周期长、成本高等难题。

设计原则

实验后台数据来源于本学科团队多年科研成果，为本实验项目的开发提供了强大的数据支撑，促进最新成果和知识向课堂的转移，体现了创新性和高阶性，是科研反哺教学的典型案例。

实验首先模拟接到国家林草局的病害防治任务，学生进入高度仿真的虚拟环境中，身临其境地参与松材线虫病样地调查、注干施药及防效检查的全过程，在完成各环节任务和解决问题的过程中，通过自主学习、自主设计、自主探索，获取知识，增强了学生的创新意识和能力

以松材线虫病导致大面积松树枯死、引发生态灾难的震撼场景开场，通过提供丰富的松材线虫病相关资讯，激发学生投身保护森林、守护绿水青山的情怀；实验过程中注干施药量过多或过少均会给松林带来毁灭性灾难，引导学生严谨治学、热爱专业、为行业发展和生态安全作出贡献，增强学生的社会责任感和使命感。

结语

本实验已广泛应用于林技人员培训，为森林健康、林业生物安全、产业振兴提供技术支撑。在技术的助力下，“AI+虚拟仿真”教学项目将培养出更多具备创新精神与实践能力的高素质专业人才，为农业现代化注入强劲动力，助力乡村振兴与农业绿色发展。