虚拟现实技术在教育领域的应用和发展丰富了现有教育体系中教与学的表现形式,它能够为学生提供生动、逼真的学习环境,对调动学生的学习积极性,突破教学的重点、难点,都将起到积极的作用。但由于受软硬件等方面的限制,在基础教学领域要建立起沉浸程度高的虚拟三维空间是相当困难的。所以,将现有的大众软件引入三维虚拟学习环境的分析与再现过程中,建立基于3D的虚拟学习环境将具有特殊的意义。三维虚拟学习环境是利用三维软件和编程技术设计制作并在一般常用的PC机上就能正常运行的具有一定沉浸度的虚拟学习情境,这是利用虚拟技术在基础教学领域的一次尝试。构建以建构主义等学习理论为理论基础的三维虚拟学习环境是本文的设计目标,三维虚拟学习环境是一个基于web之上的三维空间的情境教学环境,它抽取了真实世界中的个别方面,构造出有关可视化对象的虚拟场景,为学习者提供了可视化的学习资源和内容。本文从国内外应用虚拟现实技术进行教学的现状着手,在情境认知、建构主义等理论基础上,通过对三维虚拟学习环境的特点分析,讨论了三维虚拟学习环境的教学方法及组织形式,并总结了环境的系统架构,归纳出了具体的设计原则和方法。同时,文章从技术角度对构建三维虚拟学习环境所需技术的特点与可行性进行了全面的分析。本文选用了高中地理教材中的《宇宙环境》这一篇章作为实施案例的具体内容,综合应用3d max、Cult 3D、VRML及网络编程语言等技术建立了基于web的三维虚拟学习环境应用框架,并从理论和技术两方面对构建该框架的过程展开了充分的阐述与讨论。