放在桌面的手电筒“一直开着”，而其他物体只有被放置到数字光束的路径上时才会产生数字效应。当有人直接控制这些物体时从桌子上拿走，或者改变其在桌上的位置一数字效应就会改变，导致光束被阻断或改变线路。
方案设计
针对特定目的系统来设计方案是研究中碰到的另一个挑战。使用真实物体的环境以物理性为基础，需要从设计方面进行考虑，尤其是现实层级(即物体)与原理图(数字表征)相结合时。有人提出，每个概念(反射、折射与吸收)起初的学习阶段是各不相同的。然而，当被探讨的各个科学概念产生相互联系时，排定先后次序会消除各个现象间重要的整体连贯性。另外，除了引导儿童解决明确的任务外，应用的一个目标是鼓励自由的集体探索，推动发现性学习。通过对不同类型物体与手电筒的实验，儿童有机会探讨光与不同物体组合间的互动，知道有关光的不同现象。系统元素旨在鼓励儿童对光的行为进行推理和思考；期望通过这种交互，让儿童就学习主题进行对话，通过他们从与界面交互中得出的概念性结论而获得集体知识。
在有形环境中学习光时使用到的数字表征的设计与选择也是复杂的，要考虑到技术局限性。对教师的非正式访谈，对儿童与成人进行不同设计的先验测试，以及来自专家及不同学科背景的专业意见，都能为设计提供思路。这里所讲的选择包括：在显示为白色光束或彩色光束的物体内部或旁边展示被吸收的颜色，并通过涟漪、箭头或直线来代表反射。
研究设计
研究设计面对的难点有很多。首先，需要设计一个恰当的任务。此处我们选择了一项探索性任务，来研究一般层面上的互动—通过儿童的互动来观察他们的直觉行为与直觉推断。还有些研究选择了界限清楚的任务来研究特定的学习概念或特定的物理交互形式。
其次，需要考虑研究的场所比如，在实验室进行研究还是在现场调查。本研究中，基于实验室进行研究是唯一现实的选择，因为把桌子搬到学校或博物馆里是不现实的。这又带来了另外的挑战，即如何将几组学生聚集到
第20章 有形界面:技术与学习交互
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