2010年，国家颁布了《小学科学新课程标准》，新课标提出了让小学科学教学内容要尽量以学生身边的生活常识为主线，注重培养学生的探究意识和解决实际问题的能力。更为重视在小学科学课堂教学中运用学习情境来提高教学质量和学习效率。但是往往在课堂教学过程中，由于受到诸多客观因素的限制，在小学科学课堂中很难组织真实的情境让学生去亲身体验生活，获取知识。没有亲身体验参与，学生的探究意识也就更难以培养，不能很好的完成预期的教学目标。不过随着信息化教育的不断发展，信息技术与课程整合在课堂中不断深入，以虚拟现实技术和网络教学资源创设虚拟的学习情境，组织合理的课堂教学活动，为我们弥补了因为这类不足所带来的缺失，为小学科学课堂达到最佳教学效果，最大化的提高教学效率提供了契机。本文作者通过研究分析国内外小学科学教学现状及存在问题，探讨出在小学科学课堂中设计虚拟学习情境的可行性。对我国小学科学的学科本体进行系统的研究，结合以学习者的学习特点，以建构主义学习理论和信息技术课程整合理论为指导，提出了小学科学课程虚拟学习情境的设计理念、设计原则、设计内容和设计思路。依托虚拟现实技术以及网络教育资源对《植物》和《植物的生长变化》两个专题，进行案例设计和相关教学软件的开发。并将案例在小学科学课堂进行实施，通过课堂教学效果和课后学生反馈评价进行效果分析，通过得到反馈改进研究中的不足和缺陷。本文一共由五个章节组成，第一章绪论，介绍了本文的研究背景、研究目的、研究意义及研究方法。第二章阐述了支持本研究的一些相关基础理论，对本文所指的“虚拟学习情境”进行概念界定。第三章通过分析当前小学科学的教学现状及问题，探讨了在小学科学课堂中设计虚拟学习情境的可行性。第四章探讨出小学科学课堂虚拟学习情境的设计理念、设计原则、设计思路、设计内容，根据小学科学教材内容将其中适合设计虚拟学习情境类型包括直观学习情境，问题学习情境，实验学习情境，探究学习情境。第五章根据小学科学虚拟学习情境的设计理念和设计原则设计，对《植物》和《植物的生长变化》两个专题进行教学设计，根据实施情况和评价反馈进行效果分析。第六章对本研究进行总结和展望，探讨出不足和需要改进的地方。