教師が授業中に生徒に向かって「手を挙げて」と言う場合は、Raise your hand. と言うのが自然です。生徒が大勢いても、それぞれの生徒に対して言っていると考えると良いでしょう。
Raise your hands. と言うと、Junさんのおっしゃるように、両手を挙げてという意味に取れます。
ちなみに警官が悪者に「手をあげろ」と言うのは、Put your hands in the air. や Hands in the air. などと言い、両手を挙げるので hands と言っていますよね。
ご参考まで!