随着科学技术的不断发展而逐渐兴起的虚拟现实技术在我国教育体系中扮演着越来越重要的角色。随着受教育人数的不断增多，传统学校教育资源的相对不足，尤其是医学院校的教学资源更是匮乏。虚拟仪器实验教学必将在医学院校得到进一步发展和完善。在以计算机形式进行学习的虚拟仪器教学中，学习者对可视化知识学习的三维性、交互性、动态性和真实性提出了较高的要求。传统的仪器实验，场地、维护费用、交互性和动态性弱的缺点使医学仪器院校的实验教学不得不寻求新的实验手段。虚拟仪器技术以其良好灵活的交互性以及对硬件资源要求的简易性等优点备受实验教学的亲睐，成为解决可视化知识学习的又一重要媒体技术。然而，虚拟仪器技术仍然处于发展之中，相关开发工具还不够成熟，许多关键技术仍有待解决。这一现状导致在实验教学中应用虚拟现实技术存在着概念模糊不清、技术门槛高、应用范围广且杂的特点。国内已有一些学者和研究机构在这一领域开展了卓有成效的研究工作，但面对这一新媒体技术在实验教学中应用引起的诸多问题，仍需不断研究实践。本论文从理论、技术和实践三方面全面探讨了虚拟仪器技术在实验教育学应用的相关问题。论文首先在考察虚拟仪器技术定义和历史发展基础上，从实验实训角度提出了对虚拟仪器技术含义的理解；其次从理论上剖析了虚拟认识的涵义以及桌面虚拟现实与行为主义学习理论、建构主义学习理论和人本主义学习理论的关系；再次从技术角度提出了实验教学中桌面虚拟现实技术选择的应用方案，并给出了相应的选择方案和技术的一般的设计思路；最后从应用实践方面，明确提出了虚拟仪器技术的类型，设计、开发了一个基于心电图机的虚拟实验的学习案例，并开展了课程整合及形成性评价。经过实验证明了所构造的虚拟仪器模型有效可行，并具有应用的价值。