仮説実験授業
板倉は自身が科学史研究から得た理論を「仮説実験的認識論」と呼んでいる。仮説実験授業の理論は、板倉聖宣の科学史研究の成果があって初めて提唱できた。板倉は基本理論の交代における矛盾の重要性を明らかにした。板倉は科学者が理論的な困難にぶつかったとき、どのように乗り越えたかを明らかにし、今日の生徒たちも過去の科学者と同じところで行き詰まるということを明らかにした。板倉はその認識論で決定的に大事なことは「結果が分かる前に予想・仮説を立ててから実験することだ」と考えた。板倉は社会的事象でも「仮説を立てて予想し、その成り行きを実験ととらえ結果を分析する」という意味での「実験」が可能だと考えた。板倉は科学的認識はこうした実験によってのみ決まると考えた。科学史研究で明らかにされた、科学者の困難の打破の仕方を教育に適用したのが仮説実験授業である。
板倉は、仮説実験授業の前提となる「科学的認識の成立条件」を次の3項目にまとめている。
仮説実験授業は2つの命題を具体化している。1つは「科学的認識は対象に対して目的意識的に問いかける実験によってのみ成立する」という板倉の認識論。2つめは「科学的認識は社会的認識であって、個々の人間が仮説実験的に確かめた事柄を超えた認識を目指すもの」という板倉の科学論である。仮説実験授業は授業書と呼ばれる独自のテキストと授業運営法に従って実施する。提唱当初は自然科学の授業書から作成が始まったが、現在は社会の科学、数学、国語、美術など教育全般にわたって研究対象を広げている(#授業科学の提唱と仮説実験授業の拡張を参照)。
板倉は仮説実験授業を提唱した当時に「これまでの理科教育は、科学的な認識がいかにしてなり立つものであるのか、ということに関して全く不十分な理解の上に成り立っており、そのためにとんでもない考え違いに支配されていた。それは理科教育の実験についての考え方の中に、最も顕著に表れている。」「多くの人びとは実験というものは実験装置を動かしてみることだと考えがちであるが、実験というものはそういうものではない。」「いくら実験装置を動かしたところで、その行為でもって目的意識的に自然に問いかけるという主体が確立していなければ、それは実験とは言えない」と述べて、自身の認識論に基づいて慎重に作られた問題配列を持つ授業書というものを用いる授業を考案した。