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本文首先分析了基于计算机的虚拟学习环境存在的不足，进而从教学理论、心理学理论和科技哲学的角度论证了设计开发应用于虚拟学习环境中的虚拟教师的必要性。其次通过对已有研究的调研界定了本研究中虚拟教师的概念。然后依据建构主义学习理论、人机界面和虚拟现实技术等理论和技术成果，进行了四方面的研究：(1)构建虚拟教师的框架模型，研究虚拟教师的构成要素。一个虚拟教师对象表现为 VT(Image，Expression，Action，[Language])的三元组形式：其中，VT表示虚拟教师，Image表示教师的外在形象；Expression表示教师的表情，共计七种包括：无表情(Normal)，高兴(Happiness)……；Action表示教师的动作，包括教师头部的动作或者肢体动作，包括：点头(Nod)等多种。在VT三元组中，还有一个可选项：Language，即语言。这表示教师在进行语音反馈时所使用的语言。(2)提出虚拟教师的设计原则和设计开发可用的虚拟教师的原型。(3)探讨如何将虚拟教师应用于初中物理虚拟实验室中。虚拟教师要与虚拟实验室系统的其他模块一起协同工作，给出了虚拟教师在初中物理虚拟实验室的应用框架。设计了虚拟教师应用于初中物理虚拟实验室的应用模式。(4)虚拟教师的应用原则和效果分析。