В статье представлены подходы к разработке и внедрению виртуальных лабораторных работ (ВЛР) в естественнонаучном образовании. Описаны решенные задачи в процессе разработки и внедрения ВЛР. Рассмотрена концепция ВЛР и возможности применения, показаны место ВЛР в учебном процессе, их структура и методика применения. Описаны возможности, которыми должны обладать ВЛР, для максимального приближения виртуальной лабораторной работы к реальной. Показаны преимущества ВЛР по сравнению с видеофильмами экспериментов. Описаны возможности применения ВЛР для наглядной демонстрации во время объяснения нового материала на лекционных или практических занятиях. Предложены возможности применения ВЛР как самостоятельных лабораторных работ, так и в качестве методического комплекса для самоподготовки. Проведен обзор аналогичных решений. Приведены краткие описания четырех лабораторных работ, входящих в комплекс ВЛР по дисциплине «Физика», представляющих собой компьютерные модели реальных лабораторных установок кафедры физики Тульского государственного университета для курсов «Физика», «Оптика и квантовая физика»: «Изучение полупроводникового триода», «Определение ширины запирающего слоя p-n-перехода и концентрации примеси в области лавинного пробоя», «Определение ширины запирающего слоя p-n-перехода и концентрации примеси в области лавинного пробоя», «Снятие характеристик и определение параметров фотоэлемента». Приведены результаты апробации виртуального лабораторного практикума.