1.必要性
森林抚育是提高森林质量的重要环节，我国人工林面积世界第一，但是人工林质量比较差，单位面积的木材蓄积量只有林业先进国家的四分之一。对人工林进行抚育采伐是提高单位面积木材蓄积量、改善森林质量的重要工序，意义十分重要。抚育采伐作业中，机械化是必不可少的。但是，林业抚育采伐装备属于林业工程中特种大型机械、实际操作涉及高危、林区环境复杂，作业对象不可重复；作业林区远离城市，学生实习成本高，消耗大，很难开展现场教学。本实验通过对林木联合采伐机抚育场景三维真实再现及模拟环境下的各种虚拟仿真实验，充分调动学生参与实验的积极性和主动性，以培养学生动手能力和创新精神。实验项目很好地解决了我国林业工程类课程生产实际场景难开展的问题，为人工林抚育采伐及造材控制虚拟仿真实验教学和行业培训提供了一条可行、有效的解决途径。
同时，人工林抚育采伐作业需要对林业工人进行培训，采伐工人以及设备研发企业和机构也需要理解和认知森林抚育采伐的工艺和技术。本虚拟实验项目可为行业技术培训和产品开发提供支撑。
2.先进性
首先，理念先进。实验内容模块化设计，“面向行业—面向工艺—面向工程”的建设思路开展，实验过程以工程教育认证为标准的培养学生解决复杂工程问题能力。整体实验设计所有环节均留有标准模块接口以便后续加入新型林业装备，方便再开发和升级。引入课程思政进入虚拟仿真实验课程，引导学生体会林区艰苦作业环境，并使学生直观接触我国现代林业机械装备的发展，激发学生到祖国需要的地方建功立业，为国家生态文明建设服务。
其次，技术先进。本项目综合运用机械学、控制理论、林学、森林工程等多学科的研究成果。在360度全景拍摄的基础上创建了人工林抚育采伐工艺的整体虚拟场景，运用三维建模、动画等技术手段，高度仿真了抚育采伐工艺的割灌、抚育间伐、皆伐、集材、生物质粉碎等全过程，使实验场景和实验对象更直观形象；将林业抚育采伐问题落实到工程实践问题中，仿真了工程实际中林业装备PID参数整定的全过程；通过键盘和鼠标使实验者双手在虚拟场景中操作，让学生如同亲临实境，感受互动。我校拥有该软件的自主知识产权。
1.多技术融合：本实验基于网络平台实时在线开展，依托互联网、人机交互、数据库、通讯、虚实结合等技术，构建了高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生在虚拟环境中开展仿真实验，进而达到教学大纲所要求的目标。
2.“线上线下相结合”的教学模式，建设有林业抚育采伐仿真作业实验室，实现虚拟仿真实验后的虚实结合实验开展，以六自由度平台模拟林业机械装备在林区行走，环形投影利用沉浸式教学手段，使得学生更能切身感受林区作业的过程。
3.混合现实技术：为增加虚拟仿真的高度沉浸感受，本项目开发了独有的基于混合现实的林业抚育采伐装备认知实验，购置HoloLens混合现实眼镜，以最先进的虚拟手段来不断丰富虚拟仿真教学的深度和广度。
1.纠错与反馈
在项目的规范练习环节，操作错误时系统会自动提示和纠错；自主设计实验，系统全程自动记录实验过程与操作步骤，学生能够追溯回看自己的操作记录，促使学生养成规范练习和主动思考的学习习惯。
2.评价与反思
实验项目所依附的实验平台可以自动收集学生实验前的理论测试结果、实验中操作统计数据和实验报告等，进行统计分析，对学生在实验操作、学习效果、操作规范等方面综合评价，以便教师进一步改善虚拟仿真实验，提高实验教学质量。系统对操作次数、操作时间、交互操作要点等进行多维度考核，并同步 “作业与习题”对学生理论知识进行考核，形成理论与实验相结合、过程性和终结性评价相融合的综合评价体系。
1.延伸了实验内容的深度、广度和实验空间
传统的实验以观看装备作业视频为主，本虚拟仿真实验可以使学生沉浸与虚拟环境中，实现作业的人机交互，提高学生的兴趣和知识获得感。在原来以理论讲授为主的PID控制教学基础上，结合虚拟控制，实现反复控制设计，深刻理解理论知识和应用技术。是以传统实验教学为理论基础的,是对传统实验教学的完善、扩展和提升。
2.拓展了共享与辐射的范围
该项目不仅供本校学生使用，还与国家林业局北京林业机械研究所、绿友集团、中国福马机械有限公司、江西环境工职业技术学院等5所科研院所和企业共享，为提升专业技术人才培养能力提供了丰富的资源。面向社会开放运行，为林业装备和相关专业培训提供了平台，也辐射带动了林业工程行业的发展，产生一定的社会效益。