皮亚杰认为年幼儿童的思维受直接知觉的影响，以单维的方式认知事物。这个结论是从大量的守恒实验中得出的。
数量守恒实验。皮亚杰将7个鸡蛋与7个玻璃杯一一对应得排列着，问年幼儿童鸡蛋和杯子是否一样多，儿童回答“一样多”。然后，当面将杯子间距离拉开，使杯子的排列在空间上延长，这时儿童认为杯子比鸡蛋多，表现为数量不守恒。
质量守恒实验。皮亚杰把一团橡皮泥先搓成圆球形，然后当着儿童的面将圆球形搓成“香肠”，问儿童圆球和香肠哪一个橡皮泥多。一部分儿童认为圆球的多，因为圆球大，而另一部分儿童认为香肠的多，因为它长，表现为质量不守恒。
容积守恒实验。将一玻璃杯盛满水，然后当着儿童的面将水倒入一个细高的量筒内，问儿童哪个里边的水多。一部分儿童认为量筒里的水多，因为它水面高；一部分儿童认为杯子里的水多，因为杯子比量筒粗，表现为容积不守恒。
此外，年幼儿童还表现出对重量、面积、体积、长度的不守恒。试验表明，当物体量的表现形式改变后，年幼儿童就认为数量变化了，表现出不守恒现象。
三山实验——她看见的山是什么样的？
这是皮亚杰为了解儿童是如何理解他人头脑里的认识而设计的“三山实验”。让被试坐在三山模型前，问他对面的女孩所看见的山是什么样的，请被试从不同方面拍摄的照片中选出一张对方心目中的三山模样。处于不守恒阶段的儿童总认为对方所看到的山就是自己所看到的那样。
知觉的半逻辑思维阶段（４-７岁）的儿童开始从表象思维向运算思维阶段进展，他们的判断仍受到直觉表象自动调节的限制。他们既无归纳推理，也无演绎推理，将没有逻辑联系的事物说成因果关系。
