在理工科教育中，实验教学是整个教学活动过程中一个必不可少的重要环节，对于培养学生的实际操作能力、创新能力和解决问题的能力至关重要。然而，在实际的实验教学过程中，仍然存在实验教学效果欠佳、一些实验受各种条件的限制难以开展等问题。本文研究思路正是在这种背景下得出的，目的是运用现代教育和教学理论、计算机及网络技术，改革传统的实验教学模式，提高实验教学效果。本文首先对实验技能学习理论、学习迁移理论以及建构主义理论进行了新技术条件下的研究和探讨，为虚拟实验辅助教学系统的设计原则、策略设计提供理论依据。VRML(Virtual Reality Modeling Language)是近年来发展起来的第二代网络虚拟现实建模语言。它把交互式三维能力带入万维网，是一种可以发布3D网页的跨平台语言，是3D网页的国际标准。本文分别从技术角度及教育理论角度分析了以VRML作为网络虚拟实验开发工具的优越性及可行性，并根据教学实践需要出发，设计了一个基于VRML的虚拟实验辅助教学系统，完成了“激光全息照相实验”的设计实例。本系统利用VRML与3DMAX进行建模，以真实实验实体作为虚拟实验实体建模的依据，构建起三维立体近似真实的实验环境；本系统借助VRML本身丰富的传感器，借助VRML对JAVA脚本语言的集成特性，实现对虚拟实验实体的交互式操作与控制以及对外部网络的访问；同时在本系统中运用了建构主义的抛锚式教学及随机进入教学的教学策略，通过该系统学生可以个别地、自主地进行实验，接受辅导。而教师可通过该系统对整个实验教学过程进行管理、辅导和监控。该系统是真实实验教学的有力支持。