实验在普及科学技术知识,开展高等教育和实现远距离教育中起到非常重要的作用。然而,当前的实验大体上都是在传统实验室中运作的,经费支出大、损耗严重、效率不高、周期过长、维护困难、存在安全遗患等是其突出的缺点。近年来,随着计算机技术的发展,以其为技术基础的虚拟实验系统原理的应用和开发,为实验者创建仿真的虚拟实验环境提供了一条行之有效的道路。虚拟实验教学系统是高度集成了各种技术的网络信息化虚拟环境的系统集合,因其广泛的应用前景日益得到人们的重视。目前,虚拟实验教学系统已作为实验教学有力的辅助工具被引入高等教育,在提高实验教学质量、缓解实验教学压力、改革实验教学模式等方面发挥着积极而重要的现实作用。本文选题立足当前教育革新热点问题,将研究重点放在虚拟实验教学系统的设计与开发上。具体以《数字电子技术》课程实验为例,设计了“数字电路实验”虚拟实验教学系统,并具体开发了“集成逻辑门电路逻辑功能的测试”虚拟实验,对其教学应用效果进行了初步探讨。本文首先阐述了虚拟实验的研究背景,说明选题来源和选题依据,介绍和分析了虚拟实验系统的国内外研究状况,并对我国现阶段职业化教育方面的虚拟实验研究及应用现状进行了简要的分析,说明了选题在理论研究和实际应用方面的现实意义及其价值;以建构主义、情景认知主义作为开发虚拟实验系统的理论基础,介绍了虚拟实验系统的含义、特点、分类以及技术背景和今后的发展方向等,对其实现技术进行对比,并在此基础上,分析了目前职教实验教学的特点和存在的问题;以《数字电子技术》实验“集成逻辑门电路逻辑功能的测试”为例,利用Virtools、3ds Max等软件工具设计开发了数字电路虚拟实验,较为详细地介绍了系统的分析、设计、实现的基本方法,给出了系统的业务流程图、数据库流程图、模块结构图、数据库设计、Web实现关键代码等,分析阐述了相应的关键技术,探讨了虚拟实验的开发方法,然后做出总结。最后,结合个人在系统开发设计中的体会和系统存在的不足,对今后工作中需要进一步深入研究的问题进行总结和展望。