Typisch für experimentelles Denken ist vor allem das Generieren und Überprüfen von Hypothesen. Es bildet die Grundlage für naturwissenschaftliches aber auch für mathematisches Arbeiten. Das Explorieren von Zusammenhängen sowie das Aufstellen und Überprüfen von Hypothesen anhand von Beispielen stellen wichtige Elemente im Prozess mathematischen Erkenntnisgewinns dar. Kathleen Philipp beschreibt und strukturiert diese Tätigkeiten auf der Basis erkenntnistheoretischer Modelle unter dem Begriff des „experimentellen Denkens“. Mit Hilfe zweier empirischer Studien untersucht und kategorisiert sie kognitive Prozesse experimentellen Denkens im Zusammenhang mit innermathematischen Erkundungen. Sie zeigt, dass sich experimentelle Kompetenzen als verschiedene Fähigkeitsdimensionen erfassen und durch ein geeignetes Training fördern lassen.