化学演示实验是教师利用实验室已有的仪器与药品进行一种直观展示的实验过程,通过生动、形象的直观教学和学生亲自参与化学演示实验活动,可以激发学生学习化学的兴趣,理解模型和理论、训练思维能力和化学科学探究能力,促进学生化学学科核心素养的提升。因此,演示实验是高中化学课堂教学的重要内容之一,是学生学习化学知识的重要方式。然而,高中化学演示实验因存在有些化学实验现象不明显,有些实验因实验药品的限制无法进行演示,有些实验内容多、耗时长,影响课堂的有效教学时间等问题,部分中学演示实验教学投入不足,学时相对较少。利用虚拟仿真演示实验能打破这些问题的束缚,从而优化化学演示实验教学。本文通过NOBOOK化学实验软件在高中化学教学中展开虚拟仿真演示实验的实践研究。研究的主要路线:首先,基于文献综述,对化学演示实验、虚拟仿真实验的国内外研究现状进行概括分析以及对相关核心概念进行界定。其次,根据虚拟仿真实验的优势和高中化学演示实验的特征及现状分析,对虚拟仿真演示实验引入高中化学教学中的可行性进行论述,并基于建构主义理论、人本主义理论、多元智能理论和演示实验所遵循的规则进行虚拟仿真演示实验的教学案例设计,分别以《氯气的性质-与金属、非金属单质的反应》《氯离子的检验》《铁的重要化合物》和《原子结构与元素的性质-碱金属元素》进行案例应用研究。最后,通过课堂表现、实验课堂展示、测验、问卷调查和访谈等进行效果分析,研究结果表明:在一定程度上可以弥补传统演示实验的不足,可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生加深理解抽象的概念和理论,掌握元素的化学性质和规律,提高学生的观察能力,同时对学生的学习成绩也有所帮助,提高课堂教学效果。