建构主义学习理论强调在真实的教学情景下,进行有意义的探索与发现,从而完成新知识在固有的知识结构上的建构。在传统的教育模式中,学习者往往根据课本或者老师提供的信息被动的接受间接的知识经验,不仅对知识缺乏直观形象的理解,也缺少实践的机会。而建构主义学习理论提倡学习者在教师的引导下进行基于场景和问题的研究性学习,在学习者对知识进行学习的同时,培养其创造性思维和解决问题的能力。虚拟现实技术做为一门新兴的技术类学科,它在教育教学中的应用从一开始就受到广大教育学者的认可。尤其是其能创造逼真的学习场景、并为学习者提供与场景良好的交互等特点,恰能符合研究性学习中对学习环境建构的需求。虚拟现实技术利用计算机三维图形技术、交互技术、模拟技术、传感技术、人机界面技术、显示技术等技术手段,为学习建构一个仿真的学习环境。在这种虚拟的学习环境中,学习者通过与学习系统或是与其他的学习者进行交流与合作,获得真实的认知体验,从而完成知识的建构。尤其是在研究性学习中,利用虚拟现实技术来开发设计虚拟学习环境,既可以为学习者提供一个真实的学习环境,克服研究性学习受到场地、时间等因素的限制,又可以排除其他对学习不利的影响因素,因而研究虚拟现实技术在研究性学习中的应用具有重要的现实意义。本文中首先介绍了虚拟现实技术的基本概念和主要应用领域,进而对国内外研究现状进行分析和比较,然后讨论在建构主义学习理论指导下的研究性学习对学习环境的需求,从而体现出虚拟现实技术在研究性学习中应用的优势。最后通过设计开发认识树叶虚拟学习系统,来探讨利用虚拟现实技术开发研究性学习场景的具体过程。本研究主要完成以下三方面的问题:第一,虚拟现实技术的定义、起源、发展与应用。并通过对比国内外有关虚拟现实技术及应用的现状,来分析当前研究虚拟现实技术的研究方向与研究中所应当注意的问题。第二,虚拟现实技术在研究性学习中的应用设计。通过讨论在建构主义学习理论支持下的情景学习在教学中的应用,进而研究虚拟现实技术中在研究性学习中应用的优势,再结合具体的案例,说明虚拟现实技术在研究性学习中的应用方式。第三,虚拟学习环境的开发与应用研究。对虚拟学习环境进行分析、设计与开发,并对设计结果进行应用评价,体现虚拟现实技术在研究性学习中应用的意义。