天文学主题是初中科学课程一个重要的组成部分,也是科学学习中比较抽象的内容之一。目前,有关天文主题的课件主要还是以文本、静态图像,或简单的动画模拟为主,缺乏情境导入,学习者与教学内容的交互性不足。其结果是导致学生学习兴趣缺失,教学效果并不理想。本文针对上述存在的问题,运用虚拟现实和网络技术,以初中《科学》课程中的“天文”单元作为研究的切入点,旨在创设真实的学习情境,把天文教学中的抽象概念原理、真实的运动过程等形象生动地重现出来,帮助学生把握天文现象的实质,完成相关知识的自我建构。首先,笔者通过阅读大量国内外相关参考文献,在分析其它桌面虚拟现实系统架构方案的基础上确定了在3DS Max中建模、在Virtools中完成交互设定的系统架构方案；其次,深入研究了相关学习理论对虚拟环境架构的指导意义,并以“隐喻投射”为基础,提出了场景层、学习层、导航层以及交互层的设计方法；第三,在确定了天文主题虚拟学习环境功能模块的基础上,研究了三维建模技术、材质贴图技术,实现了虚拟学习场景和虚拟天体模型构建；研究了导航、交互技术,实现了对虚拟环境的漫游和虚拟天体的交互操作。最后,综合以上研究工作,设计并实现了“太阳系与星际航行”虚拟学习系统,并对虚拟环境的使用效果进行了初步的调查。调查结果表明：真实的太空学习情境激发了学习者的学习兴趣,引导的发现学习策略引导学生进行探究,提供发现式的学习思维轨迹,培养学生高层次的思维技能,使学生对难以理解的天文知识掌握地更透彻、更牢固。下一步工作,我们将进一步充实源知识的内容,完善交互功能,以及实时聊天室的设计,使得虚拟学习环境的相关功能更趋完善。