目前虚拟实验虽已广泛应用于教学中,但其在使用的过程中却出现了很多问题,如:学习者自主性、虚拟环境的开放性不足;缺乏必要的人文环境,情景创设方面还有待提高;不能很好地满足学习者的个性差异,实验内容只能按照教学大纲单一呈现,教学目标、评价的要求和方式统一,学习者缺少选择性;虚拟实验平台的网络化功能还不够完善;实验操作过程线性化、不能很好的记录实验过程。为了解决以上问题,本研究首先使用文献研究法了解现有的虚拟实验室的设计、虚拟实验的应用、化学探究性学习、探究性虚拟实验的研究现状,以及研究中存在的问题。并在文献研究的基础上,使用调查研究法,比较分析现有的虚拟实验室平台,访谈高中化学骨干教师,设计并发放调查问卷,分析处理调查数据,了解现有的虚拟实验室平台在设计和使用方面的优势与不足、一线师生在教学中应用虚拟实验室过程中存在的问题,以及对探究性虚拟实验室看法和期望。然后根据《全日制普通高级中学化学教学大纲》中对碱金属相关内容的描述,总结出碱金属单质及相关化合物的化学性质实验,并针对每一个实验提出几种不同的实验方案,总结每种方案在真实实验过程中会出现的各种现象。使用开发研究方法,依据探究性学习理论和建构主义理论,设计实现了一套集探究问题的提出与问题情景的创设、探究性虚拟实验操作、探究性虚拟实验评价为一体的探究性化学虚拟实验。最后为了进一步改进探究性化学虚拟实验、完善教学应用方案,将随机抽取部分中学对探究性化学虚拟实验进行具体的教学实施。再次使用调查研究法,通过发放问卷、访谈等方式,了解探究性化学虚拟实验实施效果,发现系统存在的问题,以便后期进一步的修正完善。