沉浸式虚拟现实技术在教育教学中的应用,不仅拓展了学习场域,丰富了学习体验,也为一些在传统教学过程中难以呈现的教学资源提供了实时、动态和直观的可视化表征。立体几何作为高考必考的知识点一直备受师生重视,然而空间想象力缺乏一直是学好立体几何的“拦路虎”。鉴此,本研究针对中学生空间想象力发展的现状,借助IVR技术设计,设计开发了沉浸式立体几何虚拟教学系统,并将其用于教学实践,开展基于IVR系统的教学与传统教学的比对研究。首先,通过梳理国内外相关文献资料,分析中小学教材各知识点内容,确定了适用于开发IVR教学系统的立体几何教学内容;其次,通过分析学生对立体几何教学的基本需求、学习者的一般特征,确定能够影响学生学习的客观因素;第三,根据教学目标和教学重难点,将教学内容细分,合理设计基于IVR的教学内容和交互方式,选择Unity3D开发了立体几何沉浸式虚拟教学系统（Solid Geometry Immersion VR,SG-IVR）,并经过测试和多次迭代定型。最后,在浙江省诸暨市某中学将SG-IVR教学系统运用于实际课堂教学中,验证其对促进立体几何学习的有效性。本研究选取高中立体几何中的异面直线教学内容,从记忆、理解、应用三方面设计有关考核问题并编制前后测问卷。以两个班级的90名学生为研究对象,通过调查问卷、访谈等方式,从量化和质性两个层面分析了学生在交互式IVR教学环境下,空间想象力的提升效果。研究发现:在SG-IVR沉浸式虚拟现实环境中学习,对学习者的心流体验具有积极影响作用;实时动态显示的可视化空间线索和多重感知交互方式,能有效促进学生对立体几何知识的建构,从而提高学习成效;采用SG-IVR的立体几何教学对空间想象力的提升有积极作用。本研究为探索IVR应用于学科教学实践提供了方法论上的支持,也为进一步验证IVR技术对学科教学有促进作用提供了一种新的实践路径。