建构主义“认知工具”理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学习进程，应减少一直以来对传递技术的过分关注，而更多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术。认知工具理论就是在这种基础上应运而生的。认知工具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。前者存在于学习者的认知、元认知策略；后者则是外部的，包括基于计算机的装置和环境；它们都是知识建构的助成工具。随着计算机在教学领域中的普及，计算机辅助教学日益得到了重视。其中又以“仿真物理实验室”为代表的虚拟实验以其无可比拟的优势为物理教学带来了新的变革。以多媒体教学技术和网络技术为核心的现代信息技术成为最理想、最实用的认知工具。
　　我们在过去的教学实践中更多地考虑如何将信息技术与教学过程结合起来，改变传统的“教”的方式，这对于推动新课改，提高物理教学方法和手段起到了极大的促进作用。但我们也往往忽略了学生“学”的过程是否也需要这种改变；我们往往重视在课堂上如何实现这种转变，往往忽略了课后，如何能使学生保持探究的热情和养成物理素养。正是基于这种出发点，我们尝试在以往的将信息技术有机地融入到物理教学过程中的基础上，将仿真实验直接用于学生学习过程中，支持物理的教与学，实现有效的整合。把提高学生的学科素养作为整合的主要目标之一，在整合中让学生的信息素养及其它能力自然得到提升作为探索的目标。创造一种符合现有国情的将虚拟实验和数字化实验室有机结合的现代物理教育创新之路。
　　一，仿真实验的优势与未来；
　　現代教学理念认为，教学活动应当以课堂为主体，但课堂不是教学过程的全部而是教学活动的开始。对于物理教学也是这样，真正有效的教学活动能把教学过程一直延伸到课后，使学生在动手动脑的过程中产生对学习探究物理课程的兴趣。因而，我们应当有计划引导学生在课后有意识的对教学内容作进一步的思考和讨论的习惯。一种行之有效的手段就是给学生们提供一个良好的环境，并且这个环境应具有便捷、易用、有趣味性等特点仿真实验为我们提供了一个开放性的教学实践平台，从某种意义上说，借助学科性多媒体辅助教学网站的建设，数字化学习资源库、智能化模拟演示库、互动交流协作学习网络的形成，已经擦去了课内课外的分界线。所以，学生的学习过程已不再是单纯的以掌握知识为目的，而是在学习的过程中得到科学的素养，掌握科学的方法。
　　二，采用虚拟实验变革学生学习方案；
　　随着信息化技术的发展，现在已经有了许多现成可用的专业化软件。值得一提的是采用专业软件实现课件的制作的便捷性和科学性。并且随着教学方式的发展，现在已经有相对多地专业教育教学平台。我们不需要从头设计一个课件，只需要在专业平台上搭建我们所需要的内容，就可以很容易的形成一个我们所需要的课件。
　　经过实验班和普通班的对比实验，我们发现这种教学手段有利于激发学生的学习兴趣，在不同层次的学生身上都有较好的表现，所表现出来的热情和讨论结果的丰富性明显优于传统在学校实验室的学生实验。利用软件不仅可以仿真真实的实验还能完成一些理想实验和学生自创的实验。比如我曾经给学生出的家庭作业时让学生自编一道关于动量守恒的习题，动量守恒的相关内容在高中的物理教学中是重点也是难点。有一个典型的物理模型：一个平板，质量M1，初速度V1；平板上放有一个木块，质量M2，初速度V2；木块与平板间的摩擦系数为μ。
　　用《仿真物理实验室》很容易建议起这个物理模型，只需要花几分钟的时间。首先从“创建模板”中创建平板，然后再创建一个木块放在平板上。
　　上课时，演示这个课件既可以让学生看到物理过程，又可以用数据对这个物理过程进行分析。然后让学生来动手搭建类似的物理模型，使学生在轻松娱乐的过程中自主的学习物理。
　　另外，对同一个课题，学生往往可以设计出不同的解决方案，并且得出相应的结论。整个这个过程极大的调动的学生求知欲和探索精神，也符合现代学生强烈的表现欲和独立性的心理特征，对于学习兴趣的培养和科学素养的提高都具有积极的意义。
　　三，采用新的实验方法解决问题实例；
　　传统的多媒体教学方式局限在将动画课件整合到一起，仍然以教师讲授学生听授学习为主的授课方式。学生在学习过程中缺乏交流和实践；采用虚拟实验技术可以增强可学习过程的互动性，
　　所以我们通过课题研究，试图探索出如何在课程整合中为学生构建一个自主学习和探究性学习的环境，如何在课程整合中提高学生的信息素养、创新能力、自主学习能力、探究性学习能力、以及协作精神和创新意识。
　　任何实验方案必须具有可操作性，缺乏可操作性的整合方案注定是无源之水，无本之木。所以，物理课程与信息技术整合的方案必须与实际教学联系起来，可供操作是提出整合方案的前提。通过实践我们发现解决这种问题的方法和途径也很简单：对学生进行适当的培训是他们在短期内有针对性地提高相应的信息技术能力，从而达到教学目的。