Dans le dernier des stades de Piaget, l'enfant devient capable de raisonner non seulement sur les objets et les événements tangibles, mais aussi sur ceux hypothétique ou abstraite. Par conséquent, il a le nom officiel opérationnelle scène la période où l'individu peut "fonctionner" sur "formes" ou représentations. Avec les élèves à ce niveau, l'enseignant peut poser hypothétiques (ou contraires à fait) problèmes: «Que faire si le monde avait jamais découvert du pétrole?» Ou «Que faire si les premiers explorateurs européens se sont installés d'abord en Californie plutôt que sur l'Est Côte des États-Unis? »Pour répondre à ces questions, les élèves doivent utiliser le raisonnement hypothétique, ce qui signifie qu'ils doivent manipuler des idées qui varient de plusieurs façons à la fois, et de le faire entièrement dans leurs esprits. Le raisonnement hypothétique qui concerne Piaget problèmes scientifiques principalement concernées. Ses études de la pensée opérationnelle formelle regardent donc souvent comme des problèmes que les enseignants posent dans les classes de sciences avec des élèves plus âgés. Exemple: Dans un problème un adolescent est présenté avec un pendule simple, à laquelle différentes quantités de poids peut être accroché (Inhelder & Piaget, 1958). L'expérimentateur demande: "Qu'est ce qui détermine à quelle vitesse les mouvements de balancier: la longueur de la chaîne le tenant, le poids attaché à elle, ou la distance qu'il est tiré vers le côté?" Le jeune est pas permis de résoudre ce problème en essai-erreur avec les matériaux eux-mêmes, mais doivent raisonner d'une manière à la solution mentalement. Pour ce faire systématiquement, elle doit imaginer variant chaque facteur séparément, tout en imaginant les autres facteurs qui sont maintenus constants. Ce genre de pensée nécessite l'installation dans la manipulation des représentations mentales des objets pertinents et les actions-précisément les compétences qui définit les opérations formelles. Comme on pouvait soupçonner, les étudiants avec une capacité de penser hypothétiquement avoir un avantage dans de nombreux types de travail scolaire: par définition, ils nécessitent relativement peu de «accessoires» pour résoudre les problèmes. En ce sens, ils peuvent en principe être plus autonomes que les étudiants qui comptent uniquement sur des opérations concrètes, certainement une qualité souhaitable de l'avis de la plupart des enseignants. Il faut noter que la pensée opérationnelle formelle est souhaitable mais non suffisante pour la réussite scolaire, et qu'il est loin d'être la seule façon que les élèves atteignent la réussite éducative. Compétences de la pensée formelle ne garantit pas que l'élève est motivé ou bien comporté, ou ne garantit d'autres compétences, telles que la capacité dans les sports, la musique, ou l'art. La quatrième étape de la théorie de Piaget est vraiment sur un type particulier de pensée formelle, le genre nécessaire pour résoudre des problèmes scientifiques et de concevoir des expériences scientifiques. Comme beaucoup de gens ne traitent pas normalement de tels problèmes dans le cours normal de leur vie, il ne devrait pas être surprenant que la recherche trouve que beaucoup de gens ne réalisent ou utilisent formelle de penser totalement ou systématiquement, ou qu'ils ne l'utilisent que dans des zones sélectionnées avec laquelle ils sont très familiers (Case & Okomato, 1996). Pour les enseignants, les limites des idées de Piaget suggèrent un besoin de théories supplémentaires sur le développement-ones qui mettent l'accent plus directement sur les questions sociales et interpersonnelles de l'enfance et de l'adolescence.