实验课程是理工科专业必不可少的教学内容。随着虚拟实验系统在远程教育中的成功应用以及计算机协同技术的快速发展,虚拟协同实验的研究越来越受到关注。研究者期望通过虚拟协同实验强化学生的动手能力,培养学生的协作能力和竞争意识。本文所研究与设计的虚拟协同实验系统是将计算机支持的协同学习(CSCL)应用于虚拟实验系统中,使系统支持多名学生异地实时地协作完成一个实验。学生在系统内协作分组,根据实验任务随时开展协同实验,教师指导学生的协作分组和协同实验过程,并对实验进行批改和评价。本文的创新性成果有两个：一是提出一种新的并发控制方法,以解决虚拟协同实验中的并发冲突问题；二是对《计算机网络》虚拟协同实验进行教学设计,教学设计采用基于建构主义的教学设计模式,并在虚拟实验系统中采用异步的方式对教学设计案例进行实践。本文共分为六章：第一章论述国内外研究现状、课题提出的背景、课题研究的主要内容；第二章介绍课题研究的理论基础和技术基础；第三章对虚拟协同实验系统进行需求分析,包括系统原型开发及模块功能的详细描述；第四章介绍虚拟协同实验关键技术的研究成果；第五章采用基于建构主义的教学设计模式对《计算机网络》虚拟协同实验进行教学设计；第六章总结目前的研究工作和成果,指出尚未完成和需要改进的地方,提出后续研究的展望。