随着信息技术的发展,教与学的工具正经历深刻的变革,虚拟实验历经技术革新,逐渐以情境性、真实性、沉浸感、交互性等优势在促进深度学习方面发挥起重要作用。本研究从发展学生核心素养角度出发,以虚拟实验教学系统影响深度学习的关键因素模型构建及关系分析、基于关键因素的实践应用研究为主要内容,运用文献研究法、问卷调查法以及数据分析法展开研究。论文第一部分为绪论。对虚拟实验影响深度学习的研究背景进行介绍,分析了研究的主要内容和意义,梳理了本研究的技术路线、研究方法以及论文的整体框架。第二部分为理论综述。通过概念界定,以桌面式虚拟实验作为虚拟实验教学系统的代表;从技术支持教学的角度分析了虚拟实验作为认知工具、情境工具和评价工具在促进深度学习方面的作用;分析了虚拟实验支持下的深度学习场域构建的可行性;挖掘了本研究的理论基础——建构主义学习理论、情境认知理论、1技术给养理论和沉浸理论;剖析了研究现状,再次梳理本研究的必要性。第三部分在文献研究的基础上,对虚拟实验影响深度学习相关变量进行特征提炼、操作转化、要素重组和聚类整合,构建出以“界面设计”、“交互设计”和“操作设计”为框架,以“情景逼真程度”等为指标的关键因素理论模型;通过深层次的逻辑梳理与内涵澄清,完成了模型的补充;初步设想了模型中变量的操作化表达形式。第四部分对关键因素理论模型进行实证研究。通过问卷调查,收集受试者对虚拟实验及其与深度学习关系的看法;结合信度分析、主成分分析、相关性分析和逐步多元回归分析对问卷数据进行处理。可知,虚拟实验的界面设计、交互设计和操作设计等关键因素变量均与深度学习显著相关,从上述关键变量及细化指标入手对虚拟实验教学系统进行优化设计,能够帮助学生深度学习状态的达成。第五和第六部分结合模型及数据分析结果提出了面向深度学习的虚拟实验教学系统设计和促进深度学习的虚拟实验应用策略;分析了研究存在的不足并提出研究展望。