教育技术的发展使教育无论从理论还是技术层面都产生了根本性的提高，要实现教育的现代化，教育信息化是一个重要基础，以信息化来带动教育现代化的发展成为未来教育发展的必经之路。计算机技术、信息技术的飞速发展，使得高科技、现代化的设备更加便捷的引进到教育当中，促进了教学环境的优化。在这样的背景下，虚拟实验系统应运而生。虚拟现实技术的广泛应用，使得教育信息的传递速度大大提高，而教学过程本来就是信息的传递、理解、吸收过程。虚拟现实技术的应用对促进我国的教育现代化具有现实意义，将虚拟现实普及于教育领域是当今教育工作的趋势。化学学科的教学大部分都要依托实验来进行，但是由于多种因素的制约导致现行的教育环境不能满足学生完成全部课程实验的需求，加上实验本身具有危险性，大多数的学习者都只停留在读实验、背实验的过程中。本研究将通过对初中化学实验的虚拟设计，将现实的实验通过虚拟方式来呈现，展示真实实验无法达到的效果，吸收现实实验中积极的内容，排除实验可能带来的风险，达到改善实验环境，优化实验过程的目的。首先，通过查阅国内外近几年关于虚拟现实技术在教育中的应用的文献资料，总结出目前化学虚拟实验的研究重点和难点、已经解决的问题和亟待解决的问题。接着对虚拟现实技术在化学实验教学中的运用所做的理论研究进行相关分析，主要包括中学化学实验教学总目标分析、学习者分析、学习需要分析、教学目标的分析与评价、教学设计成果的评价、虚拟实验环境的优化设计原则、虚拟环境中学习者认知与情感化的交互设计分析。其次，分析九年级学生的思维方式、学习方式、行为操作能力等，结合初中化学学科的基本特点，并结合其中一个典型案例（碳单质还原氧化铜的实验），进行虚拟实验教学设计，实现碳单质还原氧化铜实验的虚拟操作。本研究中重要内容是将纠错、全程控制实验条件融入到该系统中。虚拟现实技术的优势将会给教育中的实验学科提供高效的、全新的学习方法、学习环境，为学生的学习效率带来较大程度的提高。