評估練習

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(1)

評估練習

單元五 - 視像化及電腦輔助設計(CAD)模塑

教育局 課程發展處

(試行版 - 2021 年 3 月)

(2)

前言

編訂本學習資源旨在為教師提供設計與應用科技科評估練習作參考,以支援學 校實施設計與應用科技科課程及推動促進學習的評估。

此學習資源包括:

(i) 答題錦囊 (ii) 練習題

(iii) 評分參考及答題指引

使用建議

 教師 可 與學 生分 享 答 題錦 囊 , 讓學 生 認 識常 見 題 目的 式樣 , 加 強 在解 題和 規劃作答時間方面的信心。

 教師 可在 教授 一個 課題 後指 示學 生完 成相 關練 習題 ,協 助學 生掌 握所 學,

並可 練習 於指 定時 間內 完成 題目 。教 師宜 按學 生不 同的 學習 需要 對題 目作 適當的調適。

 每題 目 均 提供 了答 案及 評分 參考 。對 於「 開放 式」 問題 , 會 提供 一個 答 案 示例以作參考。學生可透過參閱評分參考,了解每題目的答案要求。

 在完 成練 習後 ,學 生可 以參 閱 答 題指 引 , 進一 步了 解作 答該 題目 時應 注意 的地方。

* 本學習資源為試行版,歡迎教師將意見及回饋電郵至 : te_team4@edb.gov.hk

2

(3)

目錄

(i)

答題錦囊 4 (ii) 練習題 6

單元五 - 視像化及電腦輔助設計(CAD)模塑 (共 6 題) 6 (iii) 評分參考及 答題指引 14

評分參考 14

答題指引 28

(4)

(i) 答題錦囊

1. 作答題目時的一般指引

 細 閱 題 目 內 容 , 留 意 題 目 所 提 供 的 所 有 資 料 。 最 好 閱 讀 題 目 兩 次 以 確 保 完全明白題目要求。

 察 看 題 目 每 一 細 項 的 分 數 , 並 考 量 是 按 要 求 的 答 案 數 量 逐 點 給 分 , 還 是 按 答 案 的 作 答 級 別 準 則 而 給 分 。 前 者 只 需 提 供 相 應 數 量 的 正 確 答 案 ; 後 者 則 需 仔 細 考 量 題 目 的 隱 含 要 求 , 並 就 每 項 要 求 提 供 較 詳 細 的 答 案 以 獲 取較高級別的分數。

 開始作答之前,為題目的「提問語」和「關鍵詞」逐一加上底線。

 對於較長的題目,應花一點時間去思考和規劃答案。

 對 於 在 「 試 題 答 題 簿 」 內 作 答 的 題 目 , 可 參 考 提 供 的 空 間 大 小 去 決 定 答 案的篇幅。

題目例子:

2. 作答問題時,大部分分數在哪裡丟失?

 誤解了問題的(一些)要求。

 忽略了問題中的(一些)線索。

 遺漏問題的某些部分。

 圖表內表達的信息及/或註釋欠佳。

 圖表不準確。

3. 了解提問語

 題目中的提問語指示你提供要求的答案,因此你需要了解不同提問語的意 思以預備答案。以下是設計與應用科技科常用的提問語:

提問語 這是什麼意思

4

舉出 軟鋼的兩種 機械特性,使其適合應用在建築行業。( 2 分)

提問語 從題目總分可以推斷 每答對 1 種特性可得 1 分

本題目的關 鍵詞

與主要資料有關 的具體情況

主要資料

(5)

1. 分析 詳細檢查以顯示含義,識別元素及其之間的關係。

2. 應用 將先前的學習和理解用於另一個熟悉的情況。

3. 註釋 在繪圖、圖畫或圖表上加入簡短文字解釋。

4. 計算 根據提供的事實、數字或信息進行運算,獲得一個數字答 案,並顯示運算過程的相關步驟。

5. 比較 識別/評論相似性及/或差異。

6. 描述 陳述主題要點/提供特質和主要特徵。

7. 發展 從所提供信息的基礎上詳細闡述、擴展或發展意念。

8. 繪製 用繪圖工具準確表達圖形或圖表。直線應使用直尺,圖形 或圖表應按比例繪畫。

9. 區分/區別 明確指出兩個或多個概念或項目之間的分別。

10. 說明 闡明目的或原因/弄清事物之間的關係/說出原因和/或方式 以及相關證據的支持。

11. 舉出 從所提供的資料來源或記憶中提出明確答案。

12. 闡明/(利用草 圖)說明

提供示例或圖表以顯示您的意思,演示對問題或概念的理 解。

13. 指出 展示某事物的存在。

14. 闡釋 利用理由或證據支持事件。

15. 列出 寫出一些特徵或論點,無需進一步闡述。

16. 寫出名稱 使用公認的專業術語進行識別。

17. 概述 對基本特徵的描述。

18. 草繪 徒手繪畫一幅簡單及大致合乎比例的圖畫/圖表,以顯示 關鍵特徵。

19. 建議 將知識和理解應用於不同的情況,並提出解決方案或其他 可能的答案。

(6)

(ii) 練習題

單元五 - 視像化及電腦輔助設計(CAD)模塑 (共 6 題)

此題目與「立體圖」有關,全題共 25 分。參考完成時間為 25 分鐘。

1. (a) 圖一展示一部玩具車的兩個視圖。玩具車由七件零件組合而成。

圖一

(i) 草繪玩具車的零件分散等角圖。 (8 分)

(ii) 根據所標示的材料,渲染零件分散等角圖上的每件零件。

(6 分) (b) 圖二展示玩具車包裝盒的立體圖。

圖二

圖 三 為 該 包 裝 盒 的 未 完 成 表 面 展 開 圖 。 繪 畫 展 開 圖 的 其 餘 部 分 , 包 括盒身的表面和凸片。 (毋需考慮材料的厚度。圖內未有標示尺寸的

部分,可以自行判斷。) (7 分)

6

車身 x 1 ( 木材 ) 車輪 x 4 ( 橡膠 ) 車

軸 x 2 ( 不 銹 鋼 ) 盒身

透明窗口

A

(7)

圖三

(c) 利 用 立 體 草 圖 , 展 示 一 件 紙 板 製 包 裝 附 件 以 防 止 玩 具 車 在 盒 內 移

動,並解釋其工作原理。 (2 分)

(d) 舉 出 在 開 始 正 式 投 入 生 產 前 使 用 電 腦 輔 助 設 計 (CAD) 軟 件 進 行 建

模和測試包裝設計的兩項優點。 (2 分)

A

(8)

此題目與「技術顯像」有關,全題共 25 分。參考完成時間為 25 分鐘。

2. 下圖展示一個溫室輪廓的兩個視圖。

(i) 以 A 為最低點,繪製溫室輪廓的兩點透視圖。 (18 分) (ii) 在 透 視 圖 上 , 展 示 一 隻 向 外 張 開 的 門 , 該 門 與 側 面 的 牆 壁 成 90

角。 (3 分)

(iii) 在透視圖上,展示一隻如側視圖所示已打開的天窗。 (4 分) 顯示所有作圖線及輔助消失點 (AVP)。

8

門 天窗

正視圖 側視圖

(9)

此 題 目 與 「 產 品 視 像 化 」 及 「 電 腦 輔 助 設 計 」 有 關 , 全 題 共 25 分。參考完成 時間為 25 分鐘。

3. (a) 圖一展示一把膠片勾刀。

圖一

利 用 立 體 草 圖 , 展 示 下 列 「 利 用 膠 片 勾 刀 切 割 亞 加 力 膠 片 」 的 過

程。 (8 分)

(1) 利用鉛筆及角尺在亞加力膠片的保護紙上畫上導線。

(2) 利用膠片勾刀及鋼尺沿導線勾出一條狹窄的凹槽至膠片三分 之一的厚度。

(3) 將膠片用 G 字夾夾緊在桌子堅硬的邊緣上,凹槽朝上。

(4) 用輕、快的壓力屈曲膠片伸出的部分,將其折斷。

(b) 圖 二展 示一 些幾 何實 體圖 元。 圖 三展 示建 構實 體幾 何 (CSG) 模型 的樹狀圖例子。

圖二 圖三

建 構 圖 四 所 示 物 件 的 CSG 模 型 的 樹 狀 圖 。 毋 需 理 會 物 件 的 大 小 尺

(10)

寸,並假設幾何實體圖元已定於所需方向。 (5 分)

圖四

(c) 圖 五 展 示 一 件 導 塊 。 利 用 註 釋 草 圖 , 展 示 以 特 徵 建 模 法 構 建 該 導 塊

立體模型的主要步驟。 (10 分)

圖五

(d) 舉出使用 CAD 開發新產品的兩個好處。 (2 分)

10

此題目與「技術顯象」有關,全題共 25 分。參考完成時間為 25 分鐘。

4. 下圖展示一個 V 型塊和夾具組合件的等角圖。

(a) 在 下面 提供 的 位 置上 ,繪 製 V 型塊和夾具組合件的剖視圖 X-X。必

須清楚顯示所有作圖線。 (13 分)

(b) 草繪 V 型塊和夾具組合件的斜視圖。斜軸須與水平線成 60。

(12 分)

X

X

半俯視圖

側視圖 剖視圖

X-X

此題目與「技術顯象」有關,全題共 25 分。參考完成時間為 25 分鐘。

5. (a) 圖一 展示 一個 茶葉 包裝 紙盒 套裝 的等 角圖 。在 圖一 內, 就所 提供 的 光源:

(i) 利用色調明暗法加強該紙盒套裝的立體效果。 (5 分) (ii) 利用粗幼線技巧突出該紙盒套裝的輪廓。 (2 分)

圖一

(b) 以 A 為最低點,繪畫整個茶葉包裝盒套裝的兩點透視圖。 在圖中指 出消失點 (VP) 及視平線 (ELL) 的位置。 (11 分) (c) 圖二 展示 一張 裝拆 式工 作檯 模型 的 鐳射 切割 圖樣 。毋 需考 慮雷 射切

割切縫的闊度。

圖二

(i) 利 用 立 體 草 圖 , 展 示 將 工 作 檯 由 平 面 樣 式 構 建 成 立 體 模 型 的

過程。 (5 分)

(ii) 舉出實體模型在產品視像化方面的兩項功能。 (2 分) 平行

光源

A

材料:白楊夾板 ( 厚 2mm)

插片 (15 × 2 mm)

插槽 (15 × 2 mm)

檯面 側板 × 2 護板 × 2

此 題 目 與 「 電 腦 輔 助 設 計 模 塑 」 有 關 , 全 題 共 25 分 。 參 考 完 成 時 間 為 25 分 鐘。

6. (a) 圖 一 展 示 了 一 件 物 件 。 利 用 註 釋 草 圖 , 展 示 以 「 特 徵 建 模 法 」 建 構

該物件立體模型的步驟。 (12 分)

圖一

(b) 圖二展示一隻有柄杯,圖三展示構建有柄杯杯身的輪廓。

利用註釋草圖,展示以特徵建模法構建整個杯子的步驟。圖內未提 供的手柄設計細節及尺寸,可以自行判斷。 (10 分)

圖二 圖三

(c) 舉出虛擬原型技術的三項好處。 (3 分)

(11)

(iii) 評分參考及答題指引

評分參考

分數 1. (a) (i) 玩具車的零件分散等角圖:

- 以等角圖展示 (1M) - 車身 (1M)

- 輪軸 × 2 (1M) - 車輪 × 2 (1M)

- 各零件在零件分散圖的位置 (3M) - 顯示爆炸線 / 對齊線 (虛線) (1M)

(8)

例子:(只作參考)

(ii) 渲染玩具車的每件零件:

部分 材質 表現 分數

車身 木材 顯 示 適 當 的 色 調 變 化 / 漸 變 , 以 增 強 物 體 的 形 狀 / 立 體效果

顯示適當的木紋渲染方法

1

1 車輪 橡膠 顯 示 適 當 的 色 調 變 化 / 漸

變 , 以 增 強 物 體 的 形 狀 / 立 體效果

顯示 適當 的無 光澤 表面 渲染 方法

1

1 車軸 不銹鋼 顯 示 適 當 的 色 調 變 化 / 漸

變 , 以 增 強 物 體 的 形 狀 / 立 體效果

顯示 適當 的金 屬表 面反 射渲 1

(6) 爆炸線

(12)

染方法,包括高光 1 例子:(只作參考)

(b) 包裝盒展開圖所有其餘部分/特徵:(下列各項包括正確形 狀、位置及線條類別)

- 側面 (1M) - 窗口 (1M) - 鎖定片 (1M) - 插槽 (1M) - 凸片 (1M) - 屈摺線 A (1M) - 屈摺線 B (1M)

(7)

(c) 紙板包裝配件:

防 止 玩 具 車 在 盒 子 內 移 動 的 設 計 : (例如 ) 內置紙板附 (2) 12

(13)

件 , 上 面 有 四 個 配 合 玩 具 車 輪 形 狀 和 尺 寸 的 凹 槽 (1M)

工 作 原 理 : (例如) 玩具車輪扣 在凹槽裏,就不能移動 (1M)

例子:(只作參考)

(d) 使用 CAD 軟件的好處: (下列任何兩項)

CAD 檔案容易編輯、重複使用並轉移給他人

製作原型之前,使用 CAD 軟件很容易查出錯誤,診斷 問題並修正

容易將 CAD 檔案轉移到生產機器上,直接進行生產

(2)

共: 25 分 紙板附件

凹槽

(14)

分數 2. (a) (i) 溫室透視圖:

- 以角 A 為最低點 (1M)

- 前壁:細分為 4 部分的方法 (2M),比例 (2M) - 側壁:細分為 3 部分的方法 (2M),比例 (2M) - 內部細節 (1M)

- 整體比例:方箱尺寸 (2M)

- 輔助消失點 (AVP):上、下 (2M)

- 正確的方向:平行線條匯聚到適當的消失點 (2M) - 線條質量:輪廓線和作圖線 (2M)

(18)

(ii) 門:

- 向外打開,與側壁垂直 (1M)

- 正確的方向:平行線條匯聚到 VP2 (1M) - 合適的比例 (1M)

(3) (iii) 天窗:

- 窗框及已打開的天窗畫在屋頂上適當的位置 (2M) - 正確方向:平行線條匯聚到 AVP2 (1M)

- 合適的比例: (1M) 例子:(只作參考)

(4)

共: 25 分

14

(15)

分數 3. (a) 「利用膠片勾刀切割亞加力膠片」的過程:

(@2 × 4 = 8) (8)

例子:(只作參考)

(1) 利用鉛筆及角尺在 亞加力膠片的保護 紙上畫上導線。

(2) 利用膠片勾刀及角 尺/鋼尺沿導線勾出 一條狹窄的凹槽至 膠片約三分之一的 厚度。

(3) 將膠片用 G 字夾夾 緊在桌子堅硬的邊 緣上,凹槽朝上。

(4) 用輕、快的壓力屈 曲膠片伸出的部 分,將其折斷。

(b) 建構物件的 CSG 模型的樹狀圖:

- 4 個步驟:圖元+布爾過程 (@1 × 4 = 4) - 樹狀圖 (1M)

(5) 角尺

膠片勾刀

G 字夾

凹槽朝上

(16)

例子:(只作參考)

(c) 利 用 特 徵 為 本 建 模 技 巧 構 建 導 塊 立 體 模 型 的 主 要 步 驟 : (@2 × 5 = 10)

例子:(只作參考)

在 建 模 基 本 平 面上草繪輪廓 將 輪 廓 拉 伸 到 所 需 的 深 度 , 以 獲 得 所 需 的 基本立體特徵

選 擇 草 繪 平 面 , 並 草 繪 槽 的輪廓

將 輪 廓 拉 伸 除 料 以 獲 得 槽 的 形狀

(10)

16

(17)

選 擇 需 添 加 圓 孔的平面

圓孔拉伸除料

選 擇 需 修 成 圓 角的邊緣

修圓兩邊

選 擇 需 加 上 內 圓角的邊緣 加上內圓角

(d) 使用 CAD 開發新產品的好處:(@1 × 2 = 2)

- 使用 CAD 促進設計團隊成員之間的協作。個別成員進 行設計並將其設計發送給其他成員,他們可以查看設計 記錄,以準確地掌握已完成的工作是如何進行,並與部 門內其他人士及其他持分者(例如客戶)共享數碼信息。

- 使用 CAD 令設計團隊可以將他們的設計視像化,並針 對真實變項進行測試,以發現錯誤,診斷問題並在製作 任何物理原型之前使用軟件解決所有問題。這不僅節省 時間,而且節省金錢。

(2)

共: 25 分

(18)

分數 4. (a) V 型塊和夾具組合件的剖視圖:

 剖視圖:

- V 型塊 (輪廓線,剖面線) (2M)

- 夾具 (不剖開;輪廓線,剖面線) (2M)

- 螺桿 (只有頂部剖開,螺絲部分不剖開;輪廓 線、剖面線) (3M)

- 把手 (不剖開,輪廓線) (2M)

 其他:

- 正確尺寸 (1M)

- 線條質素:表現工整 (1M)

- 剖面線:各部分以不同方向及間距表示 (2M)

(13)

(b) V 型塊和夾具組合件的半斜圖:

 半斜圖:

- V 型塊 (外形) (2M)

- 夾具 (外形;與 V 型塊交接線) (2M)

- 螺桿 (頂部及螺絲部分外形;橢圓形方向)

(12)

18

X

X

半俯視圖 剖視圖

X-

側視圖

X

(19)

(3M)

- 把手 (外形;橢圓形方向) (1M)

 其他:

- 正確比例:正面各部分的闊度和高度按原尺 寸;平行於斜軸的線條尺寸減少一半 (2M) - 斜軸:與水平線成 60 (1M)

- 線條質素:表現工整 (1M) 例子:(只作參考)

共: 25 分

(20)

分數 5. (a) (i) 利用明暗法以增強立體效果:

- 適當的 (平行) 光源和方向 (1M)

- 利用適當層次 (最少三個層次) 的色調以增強立體 效果 (3M)

- 在蓋上投下合適的陰影 (1M)

(5)

(ii) 利用粗幼線技巧突出輪廓:

- 合適的繪圖方法:

 粗線:表示全部外框線及隱藏表面的邊界 (1M)

 細線:表示兩個相鄰的表面 (1M)

(2)

例子:(只作參考)

(b) 茶葉包裝盒套件的兩點透視圖:

兩點透視圖:

- 以角 A 為最低點 (1M) - 整體比例:方箱尺寸 (2M)

- 正確的方向:平行線條匯聚到適當的消失點 (2M) - 適嘗的倍增/細分作圖方法 (2M)

- 消 失 點 (VPs) 及 視 平 線 (ELL) / 水 平 線 (HL) (2M)

- 線條質量:輪廓線和作圖線 (2M)

(11)

20

投射在盒蓋 上的陰影 平行光源

(21)

例子:(只作參考)

(c) (i) 構建工作檯實體模型過程:

- 步驟:(以合理的順序) (例如)

(1) 將兩塊平行放置的護板的插槽對準及插進兩塊 側板對應的插槽內 (2M)

(2) 將檯面的插槽對準及插進兩塊護板對應的插片 上 (2M)

- 展示方式:(例如) 利用零件分散圖/連續插圖 (1M)

(5)

例子:(只作參考)

(ii) 實體模型在視像化方面的 功能:(下列任何兩項) (@1 × 2 = 2)

保持平行

VP1 ELL VP2

A

步驟 1 步驟 2

側板 護板 檯面

(22)

- 展示物件的形狀和功能

- 展示物件內部結構及各部分之間的關係 - 展示物件與環境之間的外在關係

(2) 共: 25 分

22

(23)

分數 6. (a) 構建物件立體模型的主要步驟:(@2 × 6 = 12) (12)

- 在基本建模平面上草繪所 需輪廓

- 將輪廓拉伸到所需的深 度,以獲得所需的基本立 體特徵

- 選擇正面的建模平面,草 繪方形輪廓

- 將輪廓拉伸除料,以獲得 所需的形狀

- 選擇側面的建模平面,草 繪三角形輪廓

- 將輪廓拉伸除料到所需的 深度,以獲得所需的形狀

- 完成圖

(b) 利用立體電腦輔助設計模塑方法構建杯子的步驟: (10) 拉伸

拉伸除料

拉伸除料

(24)

(@2 × 5 = 10)

- 草繪杯子輪廓及確定中心 軸線

- 利用「旋轉」特徵構建杯 子外形

- 草繪製手柄的橫截面輪廓 - 定義路徑,然後使用「掃 掠/掃描」特徵沿路徑掃 出手柄的形狀

- 選擇杯子頂面的輪廓,利 用「薄殼」特徵構建杯子 空心部分

(c) 虛擬原型技術的優點:(@1 × 3 = 3)

- 易於修改,令修訂成本低於修訂實物原型所需。

- 能 透 過 虛 擬 原 型 的 動 畫 及 移 動 能 力 , 演 示 產 品 用 途 及 特別功能。

- 可 以 利 用 電 子 方 式 廣 發 產 品 資 訊 給 潛 在 買 家 , 擴 濶 銷 售管道。

(3)

共: 25 分

24 手柄橫截

面輪廓

(25)

答題指引 題號

1(a) 零件分散圖

 零 件 分 散 圖 是 一 種 圖 像 傳 意 技 巧 , 通 過 將 零 件 分 拆 來 顯 示 零 件 之 間的關係,就好像沿軸線有小型的「爆炸」一樣。

 可 展 示 將 產 品 零 件 裝 配 在 一 起 的 方 式 。 通 常 以 「 爆 炸 線 」 ( 虛 線 ) 作為路徑,顯示組件的連接位置。

 並 非 所 有 零 件 都 可 以 直 接 對 準 連 接 點 , 在 這 種 情 況 下 , 可 以 稍 微 拉出零件,並利用「爆炸線」將零件引向連接點。

3 電腦輔助設計(CAD)立體模塑

 回 答 此 類 問 題 時 , 建 議 利 用 註 釋 草 圖 來 描 述 3D CAD 模塑 過程 , 而 不 是 只 透 過 文 字 去 說 明 , 也 不 要 使 用 「 移 除 材 料 」 之 類 的 俗 稱,或個別軟件的特定術語作答。

4(a) 局部視圖

 本題目所提供的俯視圖在中線 (對稱線) 斷開,只繪畫了一半。這 種 簡 化 的 表 達 方 法 在 工 程 製 圖 上 稱 為 局 部 視 圖 , 可 以 節 省 時 間 並 使繪圖更清晰。但局部視圖僅適用於對稱組件。

4(b) 斜視圖

 斜視 圖是 較容 易繪 畫的 3D 圖形。首先繪畫 2D 形狀或物體的正視 圖,然後以同一角度 (通常為 30、45 或 60) 向後投影側面。

 斜 視 圖 分 為 「 等 斜 圖 」 和 「 半 斜 圖 」 兩 種 。 對 於 「 等 斜 圖 」 的 物 體 , 其 深 度 將 按 原 尺 寸 繪 製 。 對 於 「 半 斜 圖 」 , 為 避 免 變 形 , 繪 製的深度為實際尺寸的一半。

5(a) 明暗法

 為 物 體 描 影 時 , 先 要 考 慮 光 線 的 方 向 , 這 樣 就 可 以 確 定 哪 些 表 面 有 光 線 直 接 投 射 在 上 面 , 以 及 哪 些 表 面 會 因 為 在 陰 影 之 中 而 顯 得 較為陰暗。

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References

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