自20世纪80年代中期以来,互联网的产生和发展对学校教育教学产生了巨大的影响,网络信息化技术在源源不断地对已有教学模式进行创新颠覆。随着“互联网+”时代的到来,通过实验教学平台可以将网络在线教学与课堂教学很好地结合起来服务于教学和管理,这种相结合的实验教学方式既满足了随时、随地和个性化的学习需求,又不脱离师生之间的紧密联系,还可以为师生提供丰富、多样的优质教学资源,有效调动学生的自主学习意识,提升学习的积极性,取得更好的学习与教学效果,因此各级学校陆续建立了自己的网络教学平台。基于上述背景,本文以西北师范大学知行学院为研究对象,根据学院的实际情况和业务需求,设计并实现了一个实验教学系统,给学生和教师提供更好的学习和教学服务。论文主要内容有:首先,介绍了系统采用的关键技术和算法,主要有ThinkPHP技术、数据库技术、XML技术、Pick-KX负载均衡算法、基于Prim的K-Means聚类算法等。同时分析了实验教学系统的总体需求、功能需求和非功能性需求,并梳理了其主要的业务流程。其次,详细介绍和描述了系统的总体设计,各个功能模块的设计与实现,算法在系统中的应用,数据库的设计与实现。系统包括实验知识库管理、实验在线学习管理、实验在线考试管理、实验成绩查询统计管理、学员中心管理和系统管理六个功能模块,用户分教师、学生和系统管理员三类,分别拥有不同的权限。系统采用Pick-KX负载均衡算法对用户的请求进行均衡处理,但由于Pick-KX负载均衡算法明显存在接收能力有限等一系列问题,因此文中对Pick-KX负载均衡算法进行了一定的改进,从改进前后两种算法的对比结果中得知,改进的Pick-KX算法在连接数较大时,能明显减少用户请求的响应时间且提高系统的吞吐量。同时,在试题推荐中,将基于Prim的K-Means聚类算法用于学生用户的分类,进而提高推荐的精准度。最后,对实验教学系统进行了整体的测试,就系统不同方面的测试指标以及测试数据来看,本系统基本达到了预期的目标。通过对系统的部署、实施,验证了本系统可以提高教学效率和学生的学习效率,并可以及时的反馈教学效果,很好的促进了教学质量的提高。