学科能力的发展已经趋于成熟,可是伴随国际形势不断更新,科学技术发展突飞猛进,我国综合实力不断强大的局势下,对创新型人才的需求和要求都在不断提高,所以培养具备化学学科能力的高素养人才,更加符合大国人才的需求。以发展化学学科能力为目标,完善学生综合实力,提高竞争力,是化学学科的需要,更是基础教育教学改革和突破的要点。而通过实验设计的进阶来凸显学生化学学科能力发展的提高,可以更好地的利用化学学科特点将理论和实践无缝结合,更具说服力和表现力,更贴近教育的需求,更符合人才发展的需要。通过分析国内外关于高中化学学科能力培养实际状况,以及国内高中化学课程改革的趋势,找出我国高中化学教学中存在的问题,引申出化学学科能力和实验教学的重要地位。学生化学学科能力的提高有助于实验教学模式的创新和实验设计的创新;实验教学模式的不断更新也在一定程度上帮助学生发展化学学科能力。然后,阐述了课题产生的缘由和必要性、迫切性。接着逐步剖析“能力—学科能力—化学学科能力”的内涵,挖掘出基于实验设计的高中化学学科能力发展的5要素:逻辑思维能力、实验探究能力、实验操作能力、实验创新能力、实验迁移能力,并且简要分析了该5要素之间相互影响的金字塔关系。再设定相应的研究原则:明确性、递进性、实验性、全面性。依据原则和化学实验内容的设计,总结实验教学的3种方式,包括情境实验教学、宏微实验教学和创新实验教学。根据教学方式构建相应的实验教学策略:创设情境实验,训练逻辑思维能力;设计探究实验,培养实验探究能力;开拓创新实验,挖掘实验创新能力。为了验证课题提出的实验教学方式、策略和原则的可行性和有效性。首先明确教学实施的内容、目的、意义和数据收集方法。然后,采用一个学期的时间,对某中学高一（9）和高一（11）两个班实施化学学科能力发展的研究。研究期间,使用了问卷调查法、实验探究法和访谈法等数据收集方法方法。用所提出的教学策略指导元素化合物的性质实验教学:设置了SO₂的性质实验教学、NH₃的性质实验教学和HNO₃的氧化性实验教学。通过在教学过程中学生自主设计实验,完成实验、反思实验等环节中逐步提升化学学科能力。再对学生在完成实验的过程中体现出来的逻辑思维能力、实验探究能力、实验操作能力、实验创新能力和实验迁移能力进行分析和评价,反思结果、总结得出化学学科能力发展情况。最后,总结、分析、统计实施教学前后关于学生的的测试结果、学生访谈结果以及两阶段考试成绩等的差异,发现教学前后实验班学生的逻辑思维能力、实验探究能力、实验操作能力、实验创新能力和实验迁移能力呈稳步上升的趋势。研究结果表明,在实验设计的教学方式下的教学,更新了学生设计实验的理念,使得学生的化学成绩和化学学科能力都有一定程度的提高,说明上述方式、策略和原则是可行的、有效的。国内关于化学学科能力的研究还有待更进一步的探索,而且研究时间较短,研究对象比较单一,以及个人的能力、精力的局限性,所以提出的方式和策略还有待于完善,研究结论也有待于更进一步的检验。希望能与更多的教育工作者一起进行更加深入的研究。