Bu araştırmada, ASSURE Öğretim Tasarım Modeli ile ilkokul ikinci sınıfta "Zihinden Toplama İşlemi" konusuna yönelik ders tasarımı geliştirilmiş, geliştirilen bu ders tasarımının öğrencilerin "Zihinden Toplama İşlemi" konusundaki başarısına etkisi incelenmiştir. Bu amaçla öğrencilerin zihinden toplama işlemi yaparken onluk ve birlikleri ayırma, parça-bütün ilişkisi, en yakın onluğa yuvarlama, üzerine saymaya yönelik başarılarına bakılmıştır. Ayrıca ders tasarımının zihinden toplama işlemine ait kazanımları gerçekleştirme yönünden farklılık oluşturup oluşturmadığına bakılmıştır. Araştırmada nicel ve nitel verilerin birlikte çalışıldığı yakınsayan paralel desen tercih edilmiştir. Çalışma, Kütahya ili Merkez ilçedeki bir ilkokulun 2-B (kontrol grubu/n=20) ve 2-D (deney grubu/n=21) sınıflarında öğrenim görmekte olan toplam 41 öğrenci ile gerçekleştirilmiştir. Nicel ve nitel verilerin toplamasında birinci araştırmacı tarafından geliştirilen başarı testi ve görüşme formu kullanılmıştır. Araştırmanın sonucunda, ASSURE Öğretim Tasarım Modeli ile tasarlanan öğretimin öğrencilerin zihinden toplama işlemindeki başarılarını olumlu yönde etkilediği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca ASSURE Öğretim Tasarım Modeli ile planlanan dersin öğrencilerin onluk ve birlikleri ayırma, parça-bütün ilişkisi kurma, en yakın onluğa yuvarlama ve üzerine saymada etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Zihinden toplam işlemi kazanımlarına yönelik öğrencilerin en fazla onluk ve birlikleri ayırma ve en yakın onluğa yuvarlama stratejilerini tercih ettikleri yapılan görüşmeler neticesinde tespit edilmiştir.