逐步發展學生初步的邏輯思維能力是小學數學教學的主要任務之一。結合教學內容科學地、有意識地將邏輯規律引進教學，在教學過程中加以滲透，既有利於小學生掌握數學基礎知識和基本技能，又能培養他們的初步邏輯思維能力。
一、知識結構、邏輯推理及相互間的關係。
在小學數學教學中，構建良好的數學知識結構是培養髮展學生邏輯思維能力的一個重要途徑。烏辛斯基早就指出：“所謂智力發展不是別的，只是很好組織起來的知識體系。”而知識體系因爲其內在的邏輯結構而獲得邏輯意義。數學中基本的概念、性質、法則、公式等都是遵循科學的邏輯性構成的。
“數學作爲一種演繹系統，它的重要特點是，除了它的基本概念以外，其餘一切概念都是通過定義引入的。”這種演繹系統一方面使得數學內容以邏輯意義相關聯。另一方面從知識結構所蘊含的邏輯思維形式中得到的研究方法（如邏輯推理等），再去獲取更多的知識。如學習“能同時被2、5整除的數的特徵”時，我們是通過演繹推理得到的：
所有能被2整除的數的末尾是0、2、4、6、8；
所有能被5整除的數的末尾是0、5；
因此，能同時被2、5整除的數的末尾是0。
數學中的這種推理形式一旦被學生所熟識，他們又會運用它在已有知識的基礎上作出新的判斷和推理。
學生知識的習得和構建，主要依賴認知結構中原有的適當觀念，去影響和促進新的理解、掌握，溝通新上知識的互相聯繫，形成新的認知結構系統，這是數學知識學習過程中的同化現象。它包含三方面的內容：一是新舊知識建立下位聯繫；二是新舊知識建立上位聯繫；三是新舊知識建立聯合意義。這三方面與邏輯結構中的三類推理恰好建立相應的聯繫。推理，是從一個或幾個已知的判斷得出新的判斷的過程。通常有：演繹推理（從一般性的前提推出特殊性結論的推理）；歸納推理（從特殊的前提推出一般結論的.推理）；類比推理（從特殊的前提推出特殊結論的推理或從一般前提推出一般結論的推理）。如：教學“循環小數”時，先在黑板上出示算式1.2÷0.3=4、1÷2=0.5、4.8÷4=1.2、0.666÷2=0.333；1÷3=0.333……、70.7÷33=2.14242……、299÷37=8.081081……等。觀察各式的商學生們直觀認識到：小數有有限小數、無限小數之分。進而從一組無限小數中，發現了循環小數的本質屬性，得到了循環小數的定義。由兩個或幾個單稱判斷10.333…的數字3依次不斷地重複出現，2.14242…的數字42依次不斷重複出現等，得出一個新的全稱判斷（循環小數的定義）是歸納推理的一種方法。
在教學的過程中，教師結合教學內容，有意識地把邏輯規律引入教學，注意示範、點撥，顯然是有利於發展學生的邏輯思維能力。
二、邏輯推理在教與學過程中的應用。
1.如果原有的認知結構觀念極其抽象，概括性和包容性高於新知識，新舊知識建立下位聯繫、新知識從屬於舊知識時，那麼宜適當運用演繹推理的規則，由一般性的前提推出特殊性的結論。
“演繹的實質就是認爲每一特殊（具體）情況應當看作一般情況的特例”。爲了得以關於某一對象的具體知識，先要找出這一對象的類（最近的類概念），再將這一對象的類的屬性應用於哪個對象。如：運用乘法分配律簡便運算時，學生必須以清晰、穩固的乘法分配律知識爲基礎，才能得出：
999×999+999=999×(999+1)=999000
這裏999×999+999=999×(999+1)是根據一般性判斷a×c+b×c=(a+b)×c推出的。當學生理解這種推理的順序，且懂得要使演繹推理正確，首先要前提正確，並學會使用這樣的語言：
只有兩個約數（1和它本身）的數是質數；
101只有兩個約數；
101是質數。
那麼，符合形式邏輯的演繹法則就初步被學生所掌握。
在知識層面中，這種類屬過程的多次進行，就導致知識不斷產生新的層次，其邏輯結構就越加嚴密，新的知識也就會不斷分化和精確化，就可以逐漸演繹出新的類屬性的具體知識。教學中正確把握這種結構，用演繹推理的手段組織學習過程，不但能培養學生的思考方法，理解內容的邏輯結構，還能提高學生的模式辨認能力，縮短推理過程，快速找到解題途徑。
在新舊知識建立下位聯繫時，整個類屬過程可分化爲兩種情況。
(1)當新知識從屬於舊知識時，新知識只是舊知識的派生物。可以從原有認識結構中直接推衍。新知識可以直接納入原有的認知結構中。
如學生已學過兩位數的筆算，清晰而穩固地掌握了加法的計算法則，現在要學三、四位數的加法，只要讓學生思考並回憶兩位數加法計算的表象結構，適當地點撥一下三、四位數加法與兩位數加法有相同的筆算法則，學生就能順利解決新課題。新知識很快被舊知識同化，並使原有筆算法則得到充實新的知識獲得意義。雖然這些知識的外延得到擴大，但內涵不變。
教學中，掌握這些知識的內涵的邏輯結構，就會有一個清晰的教學思路，就會自覺地運用演繹推理的手段，與學生一起愉快地順利地進行下位學習。就不會在講三、四位數加法時，着眼於竭力以三、四位數加法爲例證，說明加法的計算法則。
(2)新知識類屬於原有較高概括性的觀念中，但不能從原有上位觀念中直接派生出來，而需要對原有知識作部分的改組，才能同化新知識。新知識納入原有知識後，原有知識得到擴展、加深、限制、修飾和精確化。新舊知識之間處於相關類屬。這時，運用演繹推理之前，先要對原有知識作部分改組，請出一個“組織者”，再步步演繹。（爲新知識生長提供觀念上的“固定點”，增加新舊知識間的可辨性，充當新舊知識聯繫的“認知橋樑”，奧蘇伯爾稱它爲“先行組織者”簡稱“組織者”。）
如學生已掌握了長方形面積計算公式：S=ab，現在要學習正方形的面積計算公式，這就要對長方形進行改組，把它的長改成與寬相等(a=b)，於是“正方形面積計算”可被“長方形面積計算”同化，當a=b時，S=ab=a·a=a[2,]。又如教圓面積之前，向學生演示或讓學生動手操作，把圓適當分割後拼成近似長方形，由長方形面積公式導出圓面積計算公式。其間以直代曲，是由舊知識導向新知識的認知橋樑，是由演繹推理構建新知識時，找到的觀念上固定點。找到固定點後圓面積的計算被長方形面積同化，於是面積計算規則從直線封閉圖形的計算，推廣到曲線封閉圖形的計算，擴展加深了對原有面積計算規則的認識內容，使有關面積計算的認識結構趨向精確化。
2.如果原有認識結構已形成幾個觀念，要在原有的觀念上學習一個抽象、概括和包容性高於舊知識的新知識，即新舊知識建立上位聯繫時，那麼適當運用歸納推理的規則，可由特殊的前提推出一般性的結論。當需要研究某一對象集時，先要研究各個對象（情況），從中找出整個對象集所具有的性質，這就是歸納推理。歸納推理的基礎是觀察和試驗，是從具體的、特殊的情況過渡到一般情況（結論、推論）。
教材中關於概念的形成，運算法則和運算定律、性質得出，一般是通過歸納推理得到的。如分數的初步認識。在學習前，學生認知結構中已有了分數的某些具體經驗，加上教材提供的和教師列舉的生活實例和圖形。如：一個蘋果平均分成兩份，每份是它的1/2，一根鋼管平均截成三段，每段是它的1/3，一張紙平均分成4份，每份是這張紙的1/4……所有這些操作和演示都讓學生認識到幾分之一這個概念。隨後，再認識幾分之幾。這種不完全的歸納推理，是在考察了問題的若干個具體特例後，從中找出的規律。（嚴格地說，由不完全歸納法推理得到的結論還需要論證，才能判定它的正確性。）
運用歸納推理傳授知識時，要根據學生的實際經驗，選取典型的特例，並能夠通過典型特例的推理得出一般性的結論。又要用這個“一般結論”，去解決具體特例。在教與學的進程中，歸納和演繹不是孤立地出現的，它們緊密交織在一起。
3.如果新舊知識間既不產生從屬關係，又不能產生上位關係，但是新知識同原有知識有某種吻合關係或類比關係，則新舊知識間可產生並列關係。那麼可以運用類比推理。
教材中，商不變性質和分數基本性質，乘數是整數的乘法和乘數是分數的乘法等，學習這類與舊知識處於並列結合關係的新知識時，既不能以上位演繹推理到下位，又不能以下位歸納推理到上位，只能採用類比推理。如五年級學習“一輛卡車平均每小時行40千米，0.3小時行了多少千米？”時，學生還無法根據小數乘法的意義列出此題的解答等式。所以，教學中一般用整數乘法中的數量關係相類推。
原有的認知結構中，整數乘法與小數乘法只是一般的非特殊的並列結合關係。新知識的學習，只能利用原有知識中的一般的和非特殊的有關內容進行同化。
由於學生們對事物間“相同程度”判斷不明確，有時因爲錯誤的類比，即“有害的”類比，而造成結論性的錯誤。如學了“20朵黃花比18朵紅花多2朵”，也可以說成“18朵紅花比黃花少2朵”，就把：“甲數比乙數多20%”就可以說成“乙數比甲數少20%”。教師應當及時指出這些類比錯誤，同時讓學生懂得，由類比得出的結論必須加以驗證，同時，經常作一些類比上的選擇或判斷性的練習，幫助他們不要做錯誤的類比。
新舊知識的三種聯繫與三類推理相呼應，不是一種巧合，是知識結構本身科學的邏輯結構使然。正確地運用邏輯推理的原則可以將學生的認識結構分化的程度提高，教師會不斷注意新知識的穩定性、清晰性，新知識的固定點、生長點。數學教學更富有科學意義。