实验教学在化工专业教学中占据重要地位。目前国内高校普遍遵循“课堂教学+实验教学”的传统模式,信息化程度低,教学效果有待提升。随着计算机科学和虚拟现实技术的发展,虚拟仿真软件被广泛地应用于越来越多的领域。现行的化工实验教学过程缺乏有效的教学辅助手段,且传统的教学方式已落后于信息化发展的步伐,限制了学生的学习资源和学习方式。为弥补以上欠缺,本文研发了一套化工实验虚拟仿真教学软件,具体工作如下:(1)构建了基于Unity 3D(U3D)的虚拟仿真软件开发平台。本平台继承了 U3D的可视化界面和跨平台开发的优势,并实现了使用电子表格等常用编辑文本开发,弥补了编程语言开发方法面临的门槛高、难度大、开发周期长等不足。(2)实现了面向虚拟仿真软件开发过程的关键技术。由二分法思想解决了精确碰撞检测求解;基于像素点和多图层两种技术完成了屏幕二维曲线绘制仿真;通过客户端与服务端互联通讯实现了虚拟仿真软件和云课堂的双向数据互传。(3)开发了具有高逼真度的化工实验虚拟仿真软件。对照我校本科生教学案例,开发了能模拟真实实验装备和操作过程的化工实验虚拟仿真软件。它们以“教、练、考”为核心功能,能更好地帮助学生进行课前预习和课后巩固学习。(4)提出并实践了“理虚实”一体化虚拟仿真化工实验教学系统方案。在传统理论教学加实验教学的基础模式之上加入云课堂和虚拟仿真软件的使用,实现了理论教学、虚拟仿真和真实实验相结合的化工实验教学系统。并通过对美国威斯康星大学麦迪逊分校本科生的课堂教学应用初步验证了其可行性。基于以上开发与应用研究工作,本文基于U3D构建了高效的虚拟仿真软件开发平台,解决了开发过程中的精确碰撞检测等技术难题,开发了可投入教学使用的化工实验虚拟仿真软件,最终提出并实践了“理虚实”化工实验教学系统方案,在国内高校化工实验教学方法与模式改革的探索之路上有所进展。