معلمان دوست دارند که شاگردانشان درگیر فرایندهای شناختی سطح بالا باشند اما مطالعات زیادی وجود دارند که نشان می دهند اکثر نوجوانان نمی توانند به بالاترین سطح شناختی برسند. از این رو یکی از چالش برانگیزترین تجربه های تدریس به نوجوانان کمک به آنها بمنظور رشد سطح شناختی و گذار از مرحله ی عملیات عینی به مرحله ی عملیات صوری می باشد. چرا که دانش آموزانی که از لحاظ شناختی به مرحله ی عملیات صوری رسیده اند، توانایی آن را دارند که فرضیه هایی را طراحی و صحت و سقم آنها را مورد آزمایش قرار دهند، موارد انتزاعی را مورد بررسی قرار دهند، در مواجهه با مسائل راهبرد های گوناگونی ارائه کنند و برای آینده برنامه ریزی کنند؛ علاوه بر این آنها تفکر انعطاف پذیری دارند و نیز بر فرایند تفکر خود آگاهی دارند. یکی از اهداف ما در این پژوهش این است که بدانیم وضعیت شناختی دانش آموزان ما در چه سطحی قرار دارد و دیگر اینکه آیا بین دانش آموزان دختر و پسر از لحاظ شناختی تفاوتی وجود دارد یا نه. همچنین برآنیم تا ارتباط بین سطح شناختی دانش آموزان و موفقیت تحصیلی آنها را مورد بررسی قرار دهیم. هدف آخر ما که در واقع هدف اصلی از انجام این پژوهش می باشد، بررسی کارآمدی روش تدریسی (روش تدریس معما ) است که ما بمنظور کمک به دانش آموزان برای بهبود مهارت های استدلالشان طراحی کرده ایم. نمونه مورد مطالعه در این پژوهش 180 نفر از دانش آموزان ( 90 نفر پسر و 90 نفر دختر که 120 نفر از آنها در مدارس دولتی عادی و60 نفر دیگر در مدارس نمونه دولتی، تحصیل می کرده اند. ) پایه اول دبیرستان شهرستان گرمسار بوده است. برای گردآوری داده ها از آزمون کتبی scdt استفاده کرده ایم که برای تحلیل آنها از نرم افزار spss بهره برده ایم. نتایج حاکی از آن است که : 1- بیش از 90 درصد دانش آموزان قادر به استدلال در سطح عملیات صوری نمی باشند. 2- دانش آموزانی که در سطح شناختی بالاتری قرار دارند از لحاظ تحصیلی موفق ترند. 3- بین دانش آموزان دختر و پسر از نظر شناختی تفاوت بارزی وجود ندارد. 4- استفاده از روش تدریس معما می تواند در بهبود مهارت های استدلال دانش آموزان موثر باشد.