一、项目背景
　　
　　现有的初级教育中，教师在教学数与数之间简单运算时，一般都采用数手指或捏小棒的方法，其不足在于：
　　1　只能表示数的多少，无法表示数的大小、高低。比如人教版小学数学教材一年级上册，第17页(见图1)：在该教学课堂中，表示“猴子”的数量为3，表示“香蕉”的数量为2，若要以此让学生理解“3比2大”，显得有些牵强，只能说：“3比2多”。
　　2　虽然可以清晰地表示基本的加减法关系，但在遇到进位加减法时，该方式往往不能说明问题。例如，人教版小学数学教材一年级上册，第98页(见图2)：在这堂“9 几”的教学课堂中，重点是要学生掌握“凑10法”，像“9 3=?”的算式，在教学时，最优方法应该是将其演变成“10 1”，然后再计算，对于这一原理的推导，用数小棒就很难操作，表面上看，图中右边3根小棒中有1根被移到了左边，但在实际操作过程中，只有少数“乖孩子”选择了“凑10法”，大多数学生则选择了一种更“简洁、高效”的办法，即直接数，从9开始数，数到12就可以了，这就使得课堂教学的重难点很难得到落实。
　　
　　
　　二、设计过程
　　
　　为了弥补上述不足，笔者设计了可直观理解的模块状自然数教具。该教具由多个正方体模块和以正方体模块为基础、以正方体模块的数量值为增加值、以长度方向延伸的长方体模块和多个具有可容纳正方体模块以及长方体模块的具有孔容纳模块组成。所述正方体模块和长方体模块以及容纳孔模块的外表标有不同颜色并标注相应的阿拉伯字母，内部设有磁铁(见图3、图4)。
　　
　　三、科学原理
　　
　　1　小学数学教学中数与数所表示的多少、大小、高低的比较；
　　2　小学数学教学中加减法、乘除法的意义。
　　
　　四、创新点
　　
　　该教具克服了过去小学数学教学中用小棒做教具教学时所带来的各种弊端。