教育心理学的研究成果表明，学生在形成数学概念的最初阶段，都必须借助于感觉，先把具体事物的观察和接触转化成与具体事物无关的感性认识，再把感性认识转化成抽象、概括的理性认识。所以在现代教学中，对于用具体模型和直观教具进行说明与进行演示操作是十分重要的。 特别是低年级的学生，以形象思维为主，并且他们的注意力不持久。如果在数学课堂中适时地使用实物教具，不仅有利于抓住学生的注意力，也更有利于知识的形成与掌握。
一、直观教具有利于学生学习兴趣的培养
小学低年级学生更多地关注“有趣、好玩、新奇”的事物。因此，在教具的选取以及学习活动的安排中都应充分考虑学生的生活实际背景和趣味性(玩具、故事等)，使他们感觉到学习数学是一件有意思的事情，从而愿意学习数学。例如在教学《比长短》时，低年级的孩子虽然刚入学，但是对长短都有一定的认识，这时教师让学生分组在小组内比一比谁的铅笔长，谁的铅笔短，并且说一说是怎么做的。每个学生都有铅笔，每个学生都积极地参与到活动中去。学生在活动的过程中感知事物的长短，并且掌握了比较长短的方法。
又如，三年级上册学习《平行四边形》，教师用教学挂图让学生观察楼梯扶手、推拉门等，让学生初步认识平行四边形。特别是一个小男孩推移推拉门，让学生初步感知平行四边形易变形的特性。教师再用硬纸条(或木条)订成的三角形和平行四边形演示，学生很快就发现平行四边形易变形的特性，这样学生对“推拉门为什么可以伸缩”就很容易理解了。可见，实物教具为学生的思维提供了具体材料，帮助学生丰富表象，实现感性认识到理性认识的过渡，利于学生理解接受。
二、直观教具有利于学生观察力的培养
观察是学生认识世界、增长知识的主要手段，它在学生的一切实践活动中具有重大的作用。善于观察是学生认识事物的重要途径，是智力活动的基础，是学生完成学习任务的必备能力。学生通过观察，获得大量真实的、详尽的材料，获得对事物具体而鲜明的印象。实践证明：小学生观察力的强弱对学习的好坏有直接影响。观察力好的学生在看到事物的第一眼，就能看出事物之间的差别，掌握事物的特征。而直观教具的应用，对提高学生的观察力，起着十分重要的作用。例如：在教学中应用色彩鲜明，生动形象的挂图，提高学生的注意力，学生对事物之间的细微差别，很快就会发现，掌握其特征。如：在教学二年级《镜面对称》时，将天鹅倒映在湖里的挂图贴在黑板上，学生很快发现湖面的天鹅和它的倒影上下正好相反。然后让学生用镜子观察自己的头像：先让学生在自己的左脸(或右脸)上贴上一块小纸片，让学生将镜子放在自己头部的前面、下面、旁边，再观察自己的头像。学生很快就发现它们的特点：将镜子放在自己头部的前面、旁边，镜子里面的图像和自己的面部之间是上下不变，左右相反；将镜子放在自己头部的前面将镜子放在自己头部的下面，镜子里面的图像和自己的面部之间是左右不变，上下相反。学生通过细致的观察，发现镜面对称的特点。
利用实物，让学生自己去观察，去发现事物之间的联系，掌握事物的特征，既可以提高学生的观察能力，激发学生的学习兴趣，又提高了学生的学习效果。
三、直观教具有利于学生动手实践能力的培养
“人有两件宝，双手和大脑，双手能做工，大脑能思考”。教育家陶行知的这句浅显易懂的话，蕴含着十分深刻
的哲理。经科学家研究证明，人的手指协调运动，能加强大脑皮层的活动，提高人体对事物的分析能力和综合能力，对孩子的创造力和想象力都有所提高。在数学教学过程中，让学生制作一些简单的教具，可以提高学生的动手能力。例如，在学习了对称图形后，组织学生举办一次剪彩纸的活动。在活动中，学生信心十足，剪出了许多图案精美的轴对称图形。通过活动，既锻炼了学生的动手能力，巩固了所学的知识，又使学生得到了美的熏陶。
又如，在教学《长方形、正方形的认识》时，让学生准备长方形、正方形，让他们在折、剪、拼、量等一系列活动中认识长方形、正方形的特点。这样，通过实物教具，为孩子的动手操作、合作交流、观察分析等能力的发展提供了非常好的平台。因此，多样化的学习方式也使学生切切实实感到数学就在身边，就在生活中，拉近了他们与数学的距离，产生对数学的好感，更有利于孩子的数学学习。
四、直观教具有利于学生合作能力的培养
无论一个人多么有才能，总是有所局限的，总有无法独立完成的工作，因而合作是十分必要的。合作能力已成为人才的重要素质之一。在数学教学过程中，培养学生良好的合作精神与能力，是符合现代社会对人才的需求的。
在数学教学过程中，利用直观教具对学生进行合作能力的培养创造了很好的条件。例如，在教学二年级数学《观察物体》时，教师组织学生分小组观察实物。要求：三人一组，一人从实物的前面观察，一人从实物的后面观察，一人从实物的侧面观察，然后再把自己看到的图像画下来，看看有什么不同。学生很快就分好工，把自己看到的图像画下来。然后在小组里交流，很快就发现，同一个实物，画的却不一样，孩子们就展开了热烈的讨论。最后得出一个结论，从不同的角度去看一个物体，看到的形状不同，所以不能从一个侧面去断定一个物体的形状(性质)。在整个活动过程中，学生充分发表自己的意见，虚心听取别人的意见，相互交流补充完成了学习任务，培养了学生合作、交流的良好习惯。
五、直观教具有利于德育的渗透
《新大纲》指出：“思想品德教育要贯穿在各个年级的教学之中。”“教师要善于挖掘教材内容的思想因素，并通过数学知识的传授，把思想品德教育贯穿教学过程的始终。”在教一年级上册《6，7的认识》时，笔者充分利用主题挂图，结合数数的过程，向学生进行讲卫生、爱劳动、爱集体、分工合作等方面的教育。又如教学《角的认识》时，让学生通过观察国旗，直观地认识国旗后，抓住时机，让他们了解国旗的意义，明确爱护国旗就是爱国，对学生进行爱国主义教育。
总之，直观教具对学生的知识形成与能力发展起着不可或缺的作用，有了实物教具，孩子对数学知识的认识才不会成为“无源之水，无本之木。”