秉承“立德树人”、“以学生为中心”的教育教学理念，搭建多元整合教学法。结合虚拟仿真实验教学特点，有效整合自主学习法、任务驱动法、练习法与互动式教学法等多种教学方法，做到取长补短和聚合优势，充分调动学生的学习积极性与主观能动性，使学生最大程度地参与到实验教学活动中，切实提高教学质量。
遵循全方位、多维度原则，构建“评价目的、评价主体、评价内容、评价标准、评价方式” 五位一体的教学评价体系。教学平台能记录实验全过程，对学生线上预习、实验步骤以及习题检测具备完善的、客观的评价标准，保证了过程评价的真实性和公正性。同时，运用智慧化手段对学习过程进行个性化、动态化的考核与评价。教师再结合学生实验报告、交流互动等情况进行综合评价。借鉴多元智能理论，做到考核方式方法、评价阶段以及考评层次的多元化。
基于学生认知发展的特点与规律，提出了“实验内容模块化、抽象知识直观化、核心素养能力化”的设计思路。项目设计了四个既相互关联又各自独立的实验模块。通过3D建模技术，将微观物理知识可视化、直观化，大大降低了学生对电子云、核磁共振等抽象知识的理解难度。通过线上实验操作，将物理学科核心素养转换为学生的自主学习与探究能力、实践能力与创新能力。
依托四个实验模块，彰显“思政领航，实践铸魂，学术扬帆”育人特色。通过背景知识，融入科学观形成过程中的曲折与争论是科学发展的不竭动力、持之以恒等思政元素；通过虚拟环境中的人机互动，训练学生模型建构、科学论证、质疑创新的科学思维方法，提高学生分析、概括、抽象、比较等思维能力，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。通过量子、激光等领域学术前沿的介绍，激发学生爱国热情，增强民族自尊心、自信心与自豪感。