杰雷内·拉姆[1]

这是一个非常迷人的项目！我们非常自豪地来思量这些结果，并把它们呈现给前来参观的人。这是一个非常具有包容性的项目，一开始就能够吸引我的学生积极主动地参与其中。摆弄机器人一下子就吸引住了他们的注意力。与“爱宝”（a?bo）打交道也是如此，它太吸引人了。组装机器人并对其进行编程真是个挑战，在这一过程中涉及某种类型的问题解决，这通常都是技术专家才能搞定的。以前和技术接触不太密切的人也有机会参与到一座城市的建构中，使得这个项目对所有人都很有意义。要知道，我们建造的这座城市是要在蒙特利尔科学中心这样有名的公共场所进行展示的，这让我们一直都充满了干劲。我们不能只是做一天和尚撞一天钟，我们有义务要把这个项目做好交给组织者，这让我们在过去的几个星期里日夜奋战。在此期间，压力大、时间紧是我们面临的挑战。这让我们必须竭尽全力，充分发挥创造性，只有这样才能不断前进，并最终完成这个项目。（参与本项目的河滨小学教师马里）

有六位小学教师参加了一个具有试点性质的合作项目，马里和凯文是其中的两位，这个项目是关于机器人的，由一家科学中心提供中介支持。这个合作项目是一个“带有公共目的的有力学习”的样板，这种学习到现在为止在学校里还并不常见（Cervone，2010，p.37）。学生可以把这个机器人项目与自己的世界联结在一起，而且能够通过各种方式对其进行转换，以使其变得对自己有意义。他们对自己最终要构造的这个城市的类型以及组装的在这个城市里进行巡逻的机器人的类型拥有很大控制权。有些小组把机器人当作搬运工和登山者，以此构造了一个充满想象力的空间，另外一些小组则用起重机和滑轮来模拟他们自己的邻居。学生们有机会相互分享自己与广大观众在一起究竟学到了些什么。就像我们在上面的引文中强调的那样，像这样的分享让他们充满了干劲，不断前进，哪怕遇到了挑战，也不放弃。对于那些投入了时间和精力的参与者来说，这个项目不但非常真实，而且还很有意义，同时还对学术上的严谨性有很高要求。这个项目还可以邀请校外专家，这让这些青少年以及他们的教师有机会与来自科学中心的教育工作者建立起各种关系。（图9-1）

图9-1 最终展品的照片

（注：上图是马里他们构造的带斜坡的城市，下文会对其进行讨论；下图是凯文他们构造的城市，有一个爬行机器人在往左移动）

按照某些研究人员的说法，现在机器人技术是一种非常流行的教育工具（Rusk，et al.，2008）。很多学校和青少年项目都开始把机器人技术作为一种手段，通过聚焦于某一主题上的具有开放性的项目，为青少年提供各种设计与编程的机会。研究表明，把焦点放在某一个主题上（比如用机器人构造一座城市），而不是提出一个挑战（比如构造一个能够传输水桶而且不让水洒出来的机器人），是非常有前景的，因为它聚焦于发现问题与解决问题，从而可以让学生的投入程度与创造性都达到更为高阶的水平。机器人技术具有跨学科的性质，它可以支持人们对很多领域进行探索，包括代数与几何、设计与创新、电子与编程、力学与运动定律，等等，不一而足（Petre & Price，2004）。另外，通过多学科交叉的项目，还可以实现艺术与工程的结合，从而使参与的程度更加深刻，青少年能够创作出属于自己的产品（Chambers，Carbonaro & Rex，2007）。对于之前几乎没有接触过技术的青少年来说，这个项目扎根于艺术，因此在开始的时候会让他们觉得并非高不可攀，他们也愿意参与，而后他们就会逐渐开始对技术进行探索，而且还是以前所未有的方式进行。最后，对于保持学生的兴趣并锻炼他们的美学修养来说，在博物馆或其他公共场所展示学生的作品是一种非常有力且重要的途径，这比单纯的机器人竞赛更有吸引力，学生自己也更有主动权（Rusk，et al.，2008）。

本章对这个项目的描述是以叙事的方式进行的，这个项目展示的其实就是学生在每一个课堂里创造的故事，而故事讲述的是学生创造的机器人以及这些机器人是如何在他们以自己的艺术天分构建起来的空间与结构中来回走动的。在这里面，我们对其中的两个故事进行了研究，并探讨了在合作伙伴之间有互动发生的情况下，故事是如何演进与发展的。这两个故事里的合作伙伴即参与的各方，包括：两个小学水平的班级以及这两个班级里的教师与学生，一家科学中心，另外还有一个“蒙特利尔学校支持计划”项目组（Supporting Montreal School Program，**SP）。这是一个由教育部提供的支持计划，教育部负责为在不同层次与水平上完成这个项目提供中介支持。笔者先讲的是在河滨小学与国会小学这两所学校里合作伙伴关系是如何建立的故事，并描述了合作伙伴的情境特征（Contextual features）是如何随着时间的推移促使这种合作伙伴关系不断进行转型与调整的。在这一过程中，笔者把每一组课堂与博物馆之间的合作伙伴关系都视为一个具有复杂性的活动系统，这个活动系统是由合作伙伴构成的，并且特定的工具中介着他们的行动，正是这个活动系统为某些特定的学习结果以及学习机会提供了支持，而并非其他东西的涌现。接下来，笔者描述了这种合作伙伴关系之中的某些挑战，参与的各方包括教师、科学中心的教育工作者以及提供中介支持的教育机构或**SP等，均可以觉察到这些挑战。在结论部分，笔者提供了一些学习机会涌现的例子。整个分析是立足于社会文化历史理论的，社会文化历史理论最基本的假设是人的心理与学习必须被理解为“各种文化—历史过程涌现的结果”或具有复杂性的活动系统，在这里就是指合作伙伴关系（Daniels，Cole & Wertsch，2007，p.1）。为了让分析植根于情境之中，接下来我会把活动理论及其应用方式综合起来进行一个简要的讨论。

研究的理论基石：活动理论

活动理论可以被认为是一种对非正式学习进行研究的新兴框架，人们对它感兴趣有以下两个原因（Martin，2007）。首先，它认为人的心理本质上是文化与历史构造的产物，因此对学习的研究必须把焦点放在很多种层面上，既需要对各种互动的时刻与知识的建构进行微观层面的分析，又要对系统内会导致制度变迁与发展的各种转型与矛盾进行宏观层面上的分析，这是理所当然的。其次，学习被理解为一种文化实践，因此诸如语言之类的工具可以为其提供中介支持，特定的参与架构可以塑造其基本构成，内在的社会实践可以标识其特征。最为重要的是，这种方法“并不是强行规定分析的单元”。相反地，分析的单元涌现自提出的问题所属的类型，涌现自让学习得以发生的情境。这样一来，学习就被认为是在学习者于各种活动系统或实践内部，以及活动系统或实践之间游走并与其互动的过程中生发出来的。尽管有些研究彼时把焦点集中在活动系统及其随着时间推移而发生的演化上，但对“不同情境中的学习活动或学习系统”进行比较（Martin，2007，p.254）是帮助我们对涌现自系统内部的各种学习机会的丰富性、适用性及约束性进行考察的另外一个手段。

活动理论植根于列昂节夫（Leont'ev，1978；1981）的工作，并在恩格斯托姆及其同事们那里得到了拓展（Engestr?m，1987；Engestr?m，Miettinen & Punam?ki，1999；Engestr?m & Suntio，2002）。活动理论提供了一种非常有意思的分析工具，我们可以用它来对这里研究的合作伙伴关系各不同组分之间的多重关系进行探讨。列昂节夫曾经指出（Leont'ev，1978）：

活动对于物质的、肉身的对象来说，是一个不可累加也不可分割的生命单元……活动并不是反应或由反应构成的集合，而是一个系统，这个系统有自己的结构、自己的内部转换过程以及自己的发展。（p.46）

按照列昂节夫的这种观点，活动理论便使得以非线性且非还原的方式对这个系统进行分析成为可能。对这个系统各组分的认识是从它们相互之间的辩证关系这一角度出发进行的。所有这些组分以及组分与组分之间的关系共同构成了活动。正如列昂节夫进一步指出的那样：

凭借其多种多样的形式，人类个体的活动构成了一个系统，这是一个处于各种社会关系体系之中的系统。它在这个体系中存在的特定形式取决于物质与心理层面的社会互动的形式与手段，而物质与心理层面的社会互动的各种形式与手段是由生产发展创造出来的，它们只有在具体的人的活动中才能够实现，而不是通过其他的什么方式。（p.47）

因此，可以假设：所有的人类活动总是面向对象的，而且是以人工制品为中介的，这是两个需要去探索的维度。上面引述的这段话还强调了这样一点：系统随着时间的推移会不断发生延展及质的转变，在这一过程中通过何种方式才能够对参与者的角色进行重新界定。因此，学习无论是在时间还是在空间上都是由一个系统来标记的，在这个系统中，学习随着时间的推移不断生成与演化。这个系统本身就是分析的单元，而主体则处于系统内部以及对象之间的各种关系之中。该理论框架提供了一种手段，有了对象与目标，就可以让我们对合作伙伴关系以及项目在每一间教室中形成的形式进行探索，形式被认为是从系统中生成的。这样一来，我们就有可能去探索目标最初是以何种方式被界定的，随着时间的推移，由于活动系统内部各种限制条件以及冲突的出现，它又是如何不断发生转变的。就像我提供的这样一个描述，在这个描述中，我努力顾及存在于每一种合作伙伴关系之中的多重声音，以及这些声音是如何构成了这一具有进化性质的系统的。一个活动系统“总是一个由多重观点、传统与利益构成的共同体”（Daniels，2001，p.93），我把这种观点视为理所当然。在我们的案例中，参与这个项目的教师、学生、教育工作者具有各自不同的历史、各自不同的视角，以及对合作伙伴关系目标的各自不同的解读，另外他们还有着各自不同的议程与目的，所有这些因素都以非常重要的方式对在时间推移中形成的合作伙伴关系发挥了重要影响。在对系统随时间推移而展开的进化进行考察时，我们还对存在于系统内部以及可能还存在于系统之间（不同课堂之间）的各种矛盾进行了探讨，这让我们有可能考虑到“存在于活动系统内部以及活动系统之间的以历史的方式不断累积的各种结构张力”（Daniels，2001，p.94），正是这种张力的存在，促进了变化的发生。另外，我们还提出，在这两个被研究的案例中，要对每一个系统内部存在的各种工具进行研究，要探索这些工具是如何为意义建构提供中介支持并导致不同类型的学习机会出现的。我对这些工具进行了探索，诸如物质资源、在学生之间的社会性互动中生成的求知方式，以及它们被学生、教师与科学中心的教育工作者使用与转换的方式等。因此，该系统是分析的基本单元，这样一来，每一种合作伙伴关系就被视为一个案例，它本身就是一个系统。通过比较分析，可以对这些系统之间以及这些系统内部存在的相似性与差异性进行探索，从而让我们去探讨这些系统对支持“学生”学习与发展的有效合作伙伴关系的模式有什么启示。

方法论

本研究的数据来自2004至2005学年进行的一项较大规模的基于民族志录像的质性研究，这项研究是对学校、博物馆与科学家之间的六种不同合作伙伴关系进行探讨。而本章的焦点则集中在两个小学水平的班级身上，这两个班在科学中心的支持下参加了一个机器人技术方面的项目。参与这个项目的两个班级都属于小学水平，每个班级都被要求构造一个特定尺寸的城市，在这个城市里有五个机器人，这些机器人必须要能够互动并把球传到中间的位置，一个索尼生产的机器人“爱宝”坐在那里等着打球。参与这个项目的教师在十二月份与科学中心的工作人员会面，讨论这个项目的目标及其基本的组成部分有哪些。在会面的地方，这些教师与不久之后就会收到的机器人进行了互动，并对“爱宝”的技能进行了了解。然后这个项目就开始了，首先是整个班都去参观科学中心，学生在科学中心可以听到一个与教师们之前听到的类似的介绍。在规划好了的活动中，第一个周期的工作是在每一个班级里探讨如何构造五个不同的机器人，到一月底必须做好这些机器人，然后在科学中心有一次见面讨论。学生如果在组装机器人的过程中有什么困难，可以在见面讨论时寻求帮助，这次会面后，这个周期的任务就算结束了。二月份的工作主要是对机器人进行编程，在这一过程中，会在科学中心召开一次会议，对编出来的程序进行微调。到三月份时，必须要把机器人和构造的城市搬到科学中心去展览，并进行最后的调整。他们构造的城市作为展品在一个叫作“疯狂机器人”（Robotfolie）的专题展览活动中进行展示，“疯狂机器人”是科学中心开展的一个为期一周的专题展览活动，关注的焦点内容是机器人。由项目参与学校的学生组成的小组向社会公众以及他们的家长与同伴展示自己构造的城市。在当天，所有人来参观都是免费的。我简要描述了三个合作方，每一个活动系统都是由这三方构成的，见图9-2。

图9-2 对合作方及活动系统的简单概括

蒙特利尔学校支持计划

这些合作伙伴关系的模式是教育部1997年在蒙特利尔（加拿大）启动的一项学校改进计划的一部分，这个改进计划叫“蒙特利尔学校支持计划”，针对的是市中心平民区的小学。这些小学所在的社区有很多的移民家庭，他们生活贫困，大部分学生都在为学业挣扎。这个计划的其中一个举措是假设这些小学的每个班级每年都去参观一次博物馆（这是强制性的），并在学校和教师自愿的基础上参与各种创新项目，目标是让他们能够获取到相应的文化资源。究竟哪些班级能够参加是通过一个抽签系统决定的[对被研究的其他合作伙伴关系的描述可参见相关文献（Rahm，2006；Rahm & Hébert，2008）]。这个有关于机器人的项目是2004—2005学年提供的42个特别项目之一，而且是一个试点项目。蒙特利尔学校支持计划项目组与科学中心携手合作，在夏季共同开发了这个项目。科学中心收到了一笔私人捐赠，这笔捐赠的主要目的是给那些生活在服务水平低下的社区中的青少年提供帮助。这笔捐赠使得符合标准的学校都获得了科学中心免费的入场门票，而且还可以参加这个有关于机器人的项目。蒙特利尔学校支持计划项目组在小学中遴选了六个班，这六个班曾经参加过该项目组组织的活动，而且他们都来自服务水平低下的社群。蒙特利尔学校支持计划项目组还提供了一笔预算，用来为参加这个项目的教师提供支持，让他们可以获得开发与建造城市所需的材料，而且还让他们有两天的时间不用教书，这样这些教师就可以以适合自己的方式把时间分配到各个项目上。最后，项目组还为整个班都安排了去科学中心的交通工具，并且在最后一次进行公开展示时，为这些学生及其家长提供了去科学中心的交通服务。

科学中心

这个科学中心是加拿大政府于1981年创办的一家企业公司的一部分，目的是为了给这个城市的老旧部门注入新活力。这家科学中心于2000年开张，2002年获得官方定名。在建立的过程中，它就谋求与社区携手，通过建立各种各样的合作伙伴关系来为自身使命的实现提供支持。这家科学中心本身受探索馆及其潜在教学法的影响很大，因此把焦点放在了那些有意义的、能够动手操作的科学活动上，以让儿童与青少年能够发展对科学的兴趣。参与这个项目的学校在参观科学中心的过程中，会有三位来自科学中心的科学教育工作者陪同，而且科学中心负责项目管理的工作人员还对这个项目的实施进行了全程监控，就展品的供给以及空间等问题与相关人员进行了协商。他发现：

显然，这个项目必须要纳入机器人展览中去，因为材料的耗费非常高，只有把它作为专题展览活动的一部分，才能够进行得下去。我们之所以能够承受得住所有这些成本，就是因为把它纳入了专题展览活动之中。

正因如此，科学中心不仅为参与这个项目的学校提供了费雪技术（Fisher-Technik）机器人套件，而且还在每个参与班级的三次参观期间，对他们在建造机器人并对机器人进行编程方面给予了持续不断的支持。另外，他们还为这些班级工作的成果最终能够在“疯狂机器人周”期间成为展品提供了中介支持。

两个参与的班级

案例1：河滨小学的班

马里教的五年级的这个班，一共有16名学生（9个男孩，7个女孩），年龄为11岁到13岁，其中有3个学生是第一代移民，1个学生是第二代移民。她找了4个六年级的学生和一个高中的学生来帮忙，这4个六年级的学生之前一年上五年级时就是她教的，那个上高中的学生上小学时也是在她的班里学习的，而且这个学生需要参加一个服务—学习项目，这是他们学校的要求，因此也很乐意来为马里帮忙。马里所在的这所小学所在的地区是蒙特利尔最为贫困的地区之一，学校也在为学生学业的成功而苦苦挣扎。学校里关系紧张，高层工作人员流动性很大、更换频繁，教师身心疲惫、心灰意懒。很多学生会复读，或再次失败后转到别处。马里一般都是和自己的学生而不是同事一起吃午餐，因为她看不惯且接受不了他们对学生及教学的消极态度。马里积极参加各种项目，而且两年前还想方设法争取了一笔特别资助，在她们学校的屋顶上安装了一架望远镜。她的所有学生都参与了一个天文项目，有一位科学家与天文专家为他们提供了更进一步的中介支持，他们至少每周会花一个晚上的时间在学校的屋顶上观察星星。为了给自己的学生提供一些新东西，马里报名参加了这个机器人项目。她这样描述自己的班级：“孩子们静不下来，焦躁不安，非常不成熟，没有多少自制力，掌握的学术概念很少，由于各种学习与行为问题而面临着很多挑战，有些学生还有违法记录。”在本研究开始时，马里已在河滨小学教了8年的书了，她一开始先是在幼儿园法语—沉浸项目中任教，然后在1986年拿到了学位，开始教小学。她很支持基于项目的学习以及以学习者为中心的学习。

案例2：国会小学的班

凯文教的是六年级的班级，这个班有25名学生（13个男孩，12个女孩），年龄为10岁到12岁，其中有9名学生是第二代移民，他们的父母都不是在加拿大出生的。凯文这样描述他的这群孩子：“从他们行为表现的角度看，这群孩子非常难对付，有两个还在为学习困难而苦苦挣扎。”国会小学是符合这一特殊计划设定标准的学校，其学生家长的社会人口分布状况比较复杂，它所在的地区可以算得上是中产阶级水平的。凯文认为这种社会人口分布状况比较复杂的情形恰恰是一种长处，因为有些学生有非常雄厚的社会资本，能够为别的学生提供帮助，毕竟还有一些学生他们的家庭生活在贫困之中，正在为生存的问题而苦苦挣扎。有些家长非常热心，愿意参加学校的活动，因为他们和其他学生家长相比相对来说不用为经济与工作的问题发愁，这样一来就有助于营造一个激励人向上的学习环境。学校的教师都非常有活力，而且对项目驱动的学习非常关注。凯文已经在这所学校里工作了11年了，而其做教师的时间则有14个年头了。他非常喜欢基于项目的学习，非常努力地去探究与尝试把数学和科学与学生的日常生活及兴趣联系在一起。他梦想着班级的规模可以更小一些，这样就可以更好地顾及学生多样化的需求。学校还专门安排了一笔资金，聘用了一个可以提供咨询的人，这个人碰巧是机器人与技术方面的专家，也为这个项目的成功做出了非常大的贡献。在这所学校中，教师之间进行团队合作是非常普遍的现象，这让凯文能够在为他们的城市建造某些建筑时从一位教艺术的教师那里寻求帮助。

数据收集与分析

这段民族志录像（Derry，et al.，2010）里记录了合作伙伴关系所暗示的所有与实现这个项目有关的活动，包括在科学中心进行的四次会面，两个班级各自平均起来有12天的观察以及每一个现场一共27小时的视频数据。除了以上这些数据外，还有对参加这个项目的两位教师、科学中心参与本项目的四位工作人员中的三位以及每一个班级里面的四位学生（两男两女）进行的半结构化访谈作为补充。我们对这些视频数据与现场笔记进行了考察，以记录项目的演化，并由此得到了一批有关于活动的日志。本着互动分析的精神（Jordan & Henderson，1995），由研究人员组成的一个小组对这些视频日志进行了剖析，由此确定了那些能够揭示项目演化的谈话交流片段，并把它们摘录了出来。对这些摘录进行逐字转写后，研究人员从中选出一些把它们从法文翻译成英文，以适应本章的需要。除了这些摘录外，还有一些对城市进行规划的图片以及城市本身的图片作为补充，从而以可视化方式来记录它的演化。研究人员还对针对两位教师和三位科学中心教育工作者的访谈数据进行了分析，看他们对项目的目标有什么认识，对各种能够为项目的实现提供中介支持的工具有什么看法，遇到了什么样的挑战。另外还要求他们对涌现的各种学习机会进行一个总结概括，这些学习机会都是他们非常重视的，而且认为这些机会都是这个项目提供的。

结果

一开始，我对两个班级里项目的形成及其随着时间推移而发生的演化进行了描述。显然，投身于这样一个项目使这两个班都进入了一个他们之前从未见过的设计与技术的新世界（Resnick，Berg & Eisenberg，2000）。费雪技术机器人套件功能很强大，可以提供很多种可能，让学生对其基本的一块块积木进行具有创造性的操纵。然而，这些积木非常小，操纵方式和别的积木不太一样，因此不管是教师还是学生都能够熟练地操纵它们。这两个班之前都有玩乐高（Lego）科学套装（河滨小学）或乐高头脑风暴套装（国会小学）的经验。但是，这种先前的经验究竟在多大程度上能够为他们现在的项目提供帮助就不得而知了。每一个班都收到了五种不同类型的机器人，这五种机器人的运动方式各不相同，他们必须尽快都熟悉起来。以此为基础与指引，接下来的工作是规划每一种机器人在运动过程中必须要走的轨迹以及它们扮演的角色。下面这段交流表明，在交流过程中新出现的情形也可以促进他们与来自科学中心的那些专家之间的某些协商。

马里：这些机器人能移动每一个夹钳的侧面来把球放到两个不同的地方去吗？

教育工作者：这个夹钳可以前后移动，可以向左转向右转，因此，是的，它可以。

马里：哦，它们还可以向左转向右转，好，太了不起了。

教育工作者：它们可以往这儿走往那儿走。

马里：因为我算过了，否则，它们只能拿住一个球，而且只能是沿着同一边走动，如果它太复杂了的话，就不能把两个球来回传来传去，你知道的。

教育工作者：我想知道的是，夹钳要怎样才能把球传到这里来（指着斜坡），因为即使我们把它好好地放在斜坡的这个地方（朝着螺旋结构的方向移动），夹钳要是不够高，也没有办法让球在它上面移动。

马里：但是……

教育工作者：如果它不得不比斜坡低的话，就做不到这一点。

马里：哦，我明白了，我原来以为只要把它放在这里就行了，球自动就会滚动，因为它还是有点往那里倾斜，但你说的对，我们得把那个东西（指螺旋结构的一部分）移开。

马里和她在河滨小学的学生已经进行了规划，让其中一个机器人同时传两个球，每只手里一个。但是，就像与来自科学中心的教育工作者进行的对话所显示的那样，真正必须要重新考虑的不是怎么传两个球的问题，而是机器人自身的设计及其运动的轨迹。在他们已经建造好了的建筑物里，其中有一个太高了，因此需要进行调整，只有这样才能让机器人把球放到正确的位置上。这段对话表明如何让机器人的运动轨迹与建筑物实现良好的衔接在设计上具有很大的复杂性。

对机器人的运动轨迹以及城市与机器人之间的故事情节进行设计是非常复杂的。在这两个学校里，像这样的规划都是以团队形式进行的，要么就是经过了全班全体人员的讨论。有一个这样的讨论最早是由马里率先启动的，讨论的话题是如何根据建筑物的实际部件来模拟球运动的轨迹，他们一直在努力把对这个问题的讨论与他们的规划结合在一起。

马里：（马里模拟着斜坡的倾斜程度，要用一块纸板把这个斜坡粘在楼房上，见图9-1）我们不能把它放得太陡峭了，不然的话，球控制不住，会直接掉下去的，所以我们可能应该像这样子来放。然后，接下来球会落在地面上，那么接下来我们需要做什么呢？我们有什么办法让它离开那里呢？用机器人，这是你的，它叫什么名字？

学生：机器人二号，它可以动来动去。

马里：不管它能不能动，反正它在这边有一个探测器，这样我们就可以让它移动与转弯，但我们要说的是，由于球落在了地面上，因此我们可能应该弄一个小的侧壁放在这段倾斜的木头上，这样球在往下滚动的时候就不会掉落下来了，然后我们再放一个机器人在这个地方，这个机器人会把球往上推，但我们设定的高度不能超过50厘米，既然我们已经量过了这里的高度（第一个建筑物），所以现在我们不能弄得比50厘米还高。现在我们必须要决定接下来做什么，我们还需要哪些别的建筑物，我们想用什么样的机器人，下一步要干什么？

学生：这是一个小的建筑物，我们想把球放在这个建筑物里的地面上。

马里：是吗？

学生：我们可以把它做成车库，让机器人从里面出来，然后用一个探测范围更广的探测器把球捡起来，接着把它往上推。

马里：很好！（她回到布告板那里，在上面加了一些内容）好了，这个就是车库，我在上面写了一个“G”，那么接下来，需要的是一个盒子，这个盒子要是开口的，而且还要把一个机器人放在这里面，好主意！（图9-3）

图9-3 在确定球的运动轨迹

需要注意的是，对球的运动轨迹的确定也是以合作方式进行的，马里对球的运动轨迹进行了模拟与追踪，学生们则为下一步要做的工作提供了想法。正是通过这样的一种头脑风暴过程，故事情节才随着时间的推移而不断展开，学生之前制订了详尽的计划，绘制了各种潜在的运动轨迹，现在这些工作都在这一过程中发挥了指引作用（图9-3）。在设计过程中会遇到各种各样的挑战，在河滨小学还有一个这样的例子，学生们在遇到与球的运动轨迹相关的问题时，想对自己之前制订的计划进行修改与调整，这时候在这个学校里为项目提供支持的工作人员（助理）对他们的某些做法提出了反对意见：

学生：这儿我们应该要考虑一下，我们需要在这里放上点什么，这里可能需要放一面墙。

助理：什么样的墙？

学生：呃，就是“爱宝”能过去的墙。墙就放在这前面……

助理：哦，把墙放在我们的城市与“爱宝”之间，那它应该放在这儿。但我们觉得有个问题，手臂和曲棍球杆都在这个地方，那谁来推球呢？或者球自己就这样滚动起来了？

学生：没事，就是这样的，它就是自己滚动起来的。

助理：哦，但这个地方，我们之前并没有想过要放一个滑梯呀。

学生：什么？

助理：你没有在这里规划一个滑梯，在你们组里，你曾经说过要放一个网，就是放在这个地方的。

学生：什么？

助理：吊车把这个网吊起来，升高，然后把它给“爱宝”。这是个不错的主意。

学生：是不错，但现在，这个球，这个球，它不管怎么样，都得落到这个网里，这样就不得不配一个滑梯。在这个地方，放高一点，这样就可以给它一个大点的速度，然后它就会像这样滑下去。

助理：你之前并没有说要在这里安一个滑梯呀。你是说要把它用胶水粘在这个圆圈上。如果这样的话，当球从圆圈里出来时，它会刚好落进网里。这样一来，在圆圈的四周都要用胶水粘上滑梯，这非常重要，因为只有这样，球才能刚好落进网里。是不是这样？这是一个星期之前我们在规划球的运行轨迹时你做出的决定，还记不记得？

尽管团队先前已经制订了规划，而且这个规划现在也的确能够在他们建造为机器人提供支持的各种建筑物时提供指引，但在进行具体设计时，还是得有人提醒他们注意细节。这些学生已经忘记了网的事情，球必须得先落到这个网里，然后吊车机器人才开始工作，把这个网搬运起来，然后才能不断朝着横在城市与狗窝之间的那面墙前进，把球传给“爱宝”，然后“爱宝”要做的就是把球放到墙的另一边。由于建筑物存在着某种程度的倾斜，因此学生进一步提出了让球滑着落进网里这种想法，这样可以促进球的运动，但一开始的规划却不是这样的。助理人员坚持他们还是要按照当初的规划来进行，认为如果所有的小组都像他们一样，不断改变自己的规划，那一切都会乱套。

对机器人进行编程也是一个不断解决问题并做出相应调整的过程，而且还需要特别的耐心。接下来摘录的这段对话展现的就是小组成员如何进行微调的，在微调过程中，来自科学中心的教育工作者发挥了中介支持的作用。计算机屏幕通过投影在前面被投放了出来，小组成员大家一起来商量怎么解决遇到的问题，这样一来，每个人在这一过程中都可以体验编程的步骤以及其间做出的改变。