实验是教学活动中必不可少的环节，尤其是理工科体系的一些学科，如物理、化学等实践性很强的学科，实验教学环节对学好这些课程至关重要。但是由于实验设备及资金的不足造成某些实验不能正常开设，限制了学生实际操作能力和解决问题能力的发展。随着计算机技术、多媒体技术和网络技术的发展，将虚拟实验引入课堂已经获得越来越多人的青睐，并取得了令人瞩目的成就。然而，当前的虚拟实验却存在着重复开发、重用性差以及操作困难等问题。大多数实验都是针对某一特定领域开发的，缺少统一的描述标准，难于跨平台构建实验，很难应用已有的虚拟实验信息重新集成新的实验。因此，针对虚拟实验存在的这些问题，笔者在参与中央电教馆全国教育技术十一五规划课题“虚拟现实技术在教育中的应用一虚拟实验室的设计与实现”项目中分析总结经验，并提出了解决方案，形成了本论文阶段性的研究成果。本论文研究的主要工作包括： (1)通过分析大量的物理虚拟实验，探究各类型实验之间的共同特点和机制，从多个层面和不同深度提出物理虚拟实验模型。该模型包括五个子模型：内容模型、实验对象馍型、数学模型、过程模型和交互模型。 (2)在参与中央电教馆全国教育技术十一五规划课题“虚拟现实技术在教育中的应用一虚拟实验室的设计与实现”项目中验证该物理虚拟实验模型的完整性和可行性，并采用了标准的描述语言XML描述了虚拟实验的信息，实现了虚拟实验信息的可共享。 (3)结合实例验证了虚拟实验信息模型的XML绑定和WebService实现的解决方案，为虚拟实验的开发提供了新的思路。 最后，本文对物理虚拟实验模型的建立和标准化的描述与实现进行了总结，同时对虚拟实验的设计和开发进行了展望。