پژوهش حاضر با هدف تسهیل، تعمیق و پایدارسازی فرآیند یادگیری مفهوم الگوهای عددی و هندسی در دانش‌آموزان پایه چهارم دبستان از طریق طراحی، ساخت و به‌کارگیری ابزارهای آموزشی دست‌ساز و ملموس انجام پذیرفته است. الگوها، یکی از پایه‌ای‌ترین و در عین حال چالش‌برانگیزترین سرفصل‌های ریاضی دوره ابتدایی به شمار می‌رود. این مبحث، سنگ‌بنای تفکر جبری، استدلال استقرایی، کشف نظم ریاضی و مهارت مدل‌سازی ذهنی در سال‌های تحصیلی آینده است. با این حال، مشاهدات آغازین و سنجش‌های تشخیصی نشان داد که بخش عمده‌ای از فراگیران در کشف رابطه بین شماره شکل و تعداد اجزا، تبدیل الگوهای هندسی به روابط کلامی و نمادین، و تعمیم الگوها به جملات نامشخص با مشکلات جدی مواجه هستند.