שלב האופרציות הפורמליות הוא השלב ההתפתחותי האחרון בתיאוריה של פיאז’ה.
לפי פיאז’ה אופרציות פורמליות הן מערכת עקרונות של לוגיקה פורמלית שעליהם מתבססות ההתקדמויות הקוגניטיביות של גיל ההתבגרות.
לפי פיאז’ה בגיל ההתבגרות המתבגרים רוכשים את היכולת לחשוב באופן לוגי ופורמלי.
דוגמא לאופרציה פורמלית היא כזו:
אם דני גבוה מיוסי ויוסי גבוה מאבנר אז דני גבוה מאבנר.
עקרונות לוגיים אלה מהווים התקדמות ניכרת מהחשיבה הילדותית והקנוקרטית.
מחקר על חוק הגופים הצפים
המחקר זה נתנו לילדים אובייקטים בגדלים שונים שעשויים ממגוון רחב של חומרים וכמו כן קונטיינר גדול שהכיל מים.
המטרה של הילדים הייתה לומר האם הגופים ישקעו או יצופו וכמו כן נתבקשו הילדים להסביר מדוע לדעתם הגוף שבחרו ישקעו/יצוף.
בגיל הילדות טעו הילדים בהשערות שלהם תכופות.
וכאשר נתבקשו לערוך ניסויים על מנת לבדוק האם הגוף יצוף ניתן לראות שהחשיבה שלהם הייתה לא היגונית, לוגית ורציפה.
למשל, ילד אחד טען שדברים קטנים לא נופלים לקרקעית אלא צפים מכיוון שהם שוחים למעלה.
בגילאים יותר גדולים ניסו הילדים להמנע מקונפליקטים פנימיים ופרדוקסים.
עם זאת ניראה שעדיין החשיבה שלהם לא הייתה לוגית ושלמה.
מתבגרים נטו להסביר את הדברים בצורה לוגית והגיונית, למשל: שאובייקט מסויים קל מהמיים ובגלל זה הוא צף.
המחקר הזה מוכיח בצורה טובה ומראה שלילדים מתבגרים יש יכולות קוגניטיביות שונות, זאת ניתן להסיק בעיקר מההסבירם שלהם ופחות מהתשובות.
מחקרים נוספים כמו מחקר המטוטלת מראים את זה בצורה טובה.
לפיכך, ניתן לראות בהחלט את התיאוריה של פיאז’ה מאוששת יחסית ועד היום משתמשים בה וחוקרים אותה.
