На стадии формальных операций по концепции Ж. Пиаже старшие подростки в процессе обучения осваивают на логическом уровне все мыслительные операции: анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, классификацию, систематизацию, которые постепенно превращаются в единую целостную структуру [2]. Также на протяжении подросткового периода улучшаются три мыслительных процесса более высокого уровня: умозаключение, размышление и рассуждение [3]. Они уже могут пользоваться логическими рассуждениями и абстрактными понятиями, не зависимыми от конкретных объектов. В отличие от подростков, находящихся на более ранней стадии развития, у них появляется способность к интроспективному мышлению (мысли о мыслях); абстрактному мышлению (выход за границы реального к возможному); логическому мышлению (способность учитывать все значимые факты и мысли и делать из них верные выводы) и гипотетическому мышлению (формулирование гипотезы и ее доказательство с учетом многих переменных). Американские ученые Ф. Райс и К. Долджин приводят следующий пример, который демонстрирует разницу между детским подходом к проблеме и логичным систематическим подходом подростка: «У детей спросили, что они думают о таком событии: «Только храбрым летчикам разрешается летать над высокими горами. Пилот одного истребителя, пролетая над Альпами, врезался в канатную дорогу и порвал главный трос, из-за чего несколько кабинок упали вниз. Погибло несколько человек». Ребенок с конкретно-операциональным мышлением ответил: «Я думаю, этот пилот не очень хорошо летал». Ребенок, мышление которого находилось уже на уровне формальных операций, высказал другое мнение: «Может быть, он не знал, что на его пути находится канатная дорога, или летел слишком низко. Возможно еще, что перед стартом или уже во время полета у него испортился компас, поэтому он сбился с курса и врезался в трос». Ребенок с конкретно-операциональным мышлением полагает, что если произошло столкновение, значит, пилот был плохим; ребенок с формально-операциональным мышлением принимает гипотезу, которая ему кажется наиболее вероятной. Ребенок с формально-операциональным мышлением конструирует все возможности и проверяет их одну за другой»
На стадии формальных операций по концепции Ж. Пиаже старшие подростки развивают свои мыслительные способности на более высоком уровне. Они осваивают логические операции, такие как анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, классификация и систематизация. Эти операции постепенно объединяются в единую целостную структуру.
Кроме того, на протяжении подросткового периода улучшаются три мыслительных процесса более высокого уровня: умозаключение, размышление и рассуждение. Подростки на этой стадии уже способны использовать логические рассуждения и абстрактные понятия, которые не зависят от конкретных объектов.
В отличие от подростков, находящихся на более ранней стадии развития, у подростков на стадии формальных операций появляются новые способности мышления. Они могут проводить интроспективное мышление, то есть мыслить о своих мыслях. Они также способны к абстрактному мышлению, выходящему за границы реального и рассматривающему возможные варианты. Кроме того, они обладают логическим мышлением, которое позволяет им учитывать все значимые факты и мысли и делать верные выводы. И наконец, у них развивается гипотетическое мышление, которое включает формулирование гипотезы и ее доказательство с учетом множества переменных.
Приведенный пример, предложенный американскими учеными Ф. Райсом и К. Долджином, иллюстрирует разницу в подходе к проблеме между детьми, находящимися на разных стадиях развития. Ребенок с конкретно-операциональным мышлением делает простой вывод, основываясь на факте столкновения. В то время как подросток с формально-операциональным мышлением рассматривает различные возможности и проверяет их одну за другой, чтобы прийти к наиболее вероятной гипотезе.
Таким образом, на стадии формальных операций подростки развивают свои мыслительные способности на более сложном уровне, что позволяет им проводить более глубокий анализ, рассуждать логически и формулировать гипотезы.