多媒体技术和网络技术的快速发展给教育带来新的发展机遇，同时也对教育提出更高的要求。在传统的教育过程中，理论知识的学习与实验技能的提高之间的矛盾越来越突出，传统的实验教学方式在现代教育系统中越来越难以生存。目前国内的各种实验教学软件普遍存在交互性不足和真实感不强等缺陷。鉴于此，论文结合前人的研究成果，对基于VRML和JAVA技术的虚拟实验开展较为深入的研究。 论文在分析了国内和国外虚拟实验的研究和应用状况的基础上，探讨了虚拟实验中的建模技术和交互技术。利用VRML技术在交互性、可扩展性、跨平台性、对象建模和场景渲染速度等方面的优势，选择VRML为虚拟实验实现的核心技术。文章重点讨论了VRML场景的简单建模以及用户交互的方法，提出了虚拟实验的设计原则和开发步骤，并以相似学、建构主义等理论为指导，结合具体学科探讨了用VRML和JAVA技术开发虚拟实验的方法和步骤，设计了关键原型，最后对虚拟场景的优化问题进行了实验研究，提出了具体的优化方案。 本研究成果对于改进虚拟实验教学、提高实验效果，尤其对现实中难以直接开展或实现的实验项目，提供了一条有效的解决途径，对开展网络环境下的远程教学实验、促进实验教学的现代化具有重要的现实意义和实践意义。