評估練習
學習範疇二 - 科技原理
教育局 課程發展處
(試行版 - 2021 年 3 月)
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
目錄
(i)
答題錦囊 4 (ii) 練習題 6
學習範疇二 - 科技原理 (共 4 題) 6
(iii) 評分參考及 答題指引 11
評分參考 11
答題指引 19
(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
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
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。
(ii) 練習題
學習範疇二 - 科技原理 (共 4 題)
此題目與「機械系統」有關,全題共 20 分。參考完成時間為 20 分鐘。
1. 下 圖 展 示 一 部 為 幼 兒 設 計 的 拉 動 式 玩 具 。 玩 具 有 三 部 需 要 連 接 在 一 起 的 車廂。
(a) 在拉動玩具時,車廂 X 上的人形木偶可以上下移動。
(i) 寫出人形木偶的相關運動名稱。 (1 分) (ii) 利用註釋草圖,展示一個 機械結構以提供所需的 運動,並寫出
該機械結構的名稱。 (4 分)
(b) 在拉動玩具時,車廂 Y 頂上的鳥頭可以來回地移動。
(i) 寫出鳥頭的相關運動名稱。 (1 分)
(ii) 利用註釋草圖,展示一個機械結構以提供所需的運動,並寫出
相關組件的名稱。 (4 分)
(c) 利用註釋草圖,展示一個設置在車廂 Z 中的機械結構,使拉動車廂
時能發出聲音。 (4 分)
(d) 利用註釋草圖,展示將各車廂互相連接的方法。該設計容許個別車
廂在被拉動時自由地側向擺動。 (4 分)
(e) 舉出為幼兒設計拉動式玩具時的兩個安全注意事項。 (2 分) 人形木偶 鳥頭 車廂 X 車廂 Y 車廂 Z
此題目與「基本電子學」有關,全題共 20 分。參考完成時間為 20 分鐘。
2. 下 圖 展 示 一 張 賀 卡 中 的 「 紙 電 路 」 , 該 電 路 由 紅 銅 帶 、 一 顆 發 光 二 極 管 (LED)和一顆鈕扣電池組合而成。 向內折疊賀卡時,LED 便會亮起。
(a) 完成以下方塊圖內
及
兩項,以展示該紙電路的操作。 (2 分)(b) 現在需要修改上述電路,在當中添加一個電阻。
(i) 利用註釋電路圖及慣用的電路符號,展示修改後的電路。
(3 分) (ii) 說明電阻在電路修改後的作用。 (2 分) (c) 較 大 的 電 流 通 過 電 路 時 , 會 令 LED 更亮。 說明 過量電流通過 LED
的一個不良後果。 (2 分)
(d) 將 另 一 顆 LED 添加到電路中,並與原 來的 LED 串聯。兩顆 LED 均 無法點亮。
(i) 舉出兩個 LED 無法點亮的理由。 (2 分) (ii) 建議一個解決此問題的方法。 (1 分) (e) 建議 LED 的另外兩個日常應用。 (2 分) (f) 舉 出 紅 銅 的 一 種 物 理 性 質 和 一 種 機 械 性 質 , 並 說 明 為 什 麼 紅 銅 是 製
造紙電路的合適材料。 (4 分)
(g) 舉出兩個不應將鈕扣電池棄置於家居垃圾桶內的理由。 (2 分) 折線 ( 向內折疊 )
3V 鈕扣 電池 battery
LED
紅銅帶
處理 輸出
輸入 按下開
關
此題目與「機械系統」有關,全題共 20 分。參考完成時間為 20 分鐘。
3. 下圖展示一個 射擊遊戲的不完整設計。移動手柄 A,目標可以向兩側擺 動。
(a) 利用註釋草圖,展示:
(i) 一組利用手柄 A 去驅動目標的連桿機械。 (3 分) (ii) 一個限制目標只可在 60 範圍內左右移動的止動裝置。 (3
分)
(iii) 一個可調節發射角度、將乒乓球射向移動目標的射球裝置。
(8 分) (b) 利用註釋草圖,展示:
(i) 改良手柄 A 的設計,以獲得更高的機械利益。 (3 分) (ii) 一個以馬達為輸入,能令目標不停移動的機械結構。 (3 分)
移動目標
手柄 A 乒乓球
此題目與「機械系統」有關,全題共 20 分。參考完成時間為 20 分鐘。
4. (a) 下圖一展示一盞檯燈的示意圖。
圖一
利用註釋草圖展示:
(i) A 部件的設計,令 其容許臂部沿所示方向調整,並鎖定在任何
位置上。 (4 分)
(ii) 關節 B 的設計,該關節容許沿所示方向調節燈罩角度,並將其
鎖定在所需位置。 (3 分)
(b) 圖二展示一款平衡重量 (衡重)檯燈的示意圖。平衡臂在柱的一側設 置有燈罩,而在另一側設置有衡重。
圖二
(i) 寫出燈臂所屬的槓桿類別。 (1 分)
(ii) 利用示意圖,說明 該平衡重量檯燈的工作原理,令平衡臂能保
持靜態平衡。 (4 分)
臂
部件 A
燈罩
柱 關節 B
柱 衡重
平衡臂
燈罩 無摩擦樞軸
(c) 圖三展示一款平衡臂檯燈的外形圖。
圖三
(i) 寫出平衡臂檯燈所使用的機械結構類型的名稱。 (1 分) (ii) 利用註釋 輪廓圖 ,加入令 燈臂保持靜態平衡 的機械結構 。寫出 需要加入的機械部件名稱及說明其工作原理。 (7 分)
(iii) 評分參考及答題指引
評分參考
分數 1. (a) (i) 相關運動的名稱:
- 往復運動 (1)
(ii) 提供所需運動的機械結構:
- 機械結構名稱:(例如) 偏心輪和從動件 (2M) - 產生所需運動的方法 (1M)
- 技術可行性:安裝在車廂的位置及方法 (1M)
(4) 例子:(只作參考)
(b) (i) 相關運動的名稱:
搖擺運動 (1)
(ii) 提供所需運動的機械結構:
- 機械結構名稱:(例如) 曲軸和連桿機構 (2M) - 產生所需運動的方法 (1M)
- 技術可行性:安裝在車廂的位置及方法 (1M)
(4) 例子:(只作參考)
隨動件 偏心輪
連桿 曲軸
(c) 發出聲音的機械結構:
- 適當的機械結構:(例如) 蝸旋凸輪和隨動件(2M) - 發出聲音的方法:(例如) 震動彈簧片(1M)
- 技術可行性:安裝在車廂的位置及方法 (1M)
(4)
例子: (只作參考)
(d) 連結各車廂的方法:
- 連結方法:(例如) 利用鉸接合 (2M)
- 容許車廂左右擺動的方法:(例如) 繞軸心擺動 (1M) - 技術可行性:安裝在車廂的位置及方法 (1M)
(4)
例子:(只作參考)
(e) 設計幼兒拉動玩的安全注意事項:(下列任何兩項) (@1 × 2 = 2)
- 推拉玩具上不可有幼繩子。 附在玩具上的任何繩索直徑 應至少 1.5 毫米,以免割傷兒童
- 沒有容易脫落的小零件或部件,以免幼兒吞嚥小部件 - 沒有尖銳的尖端和邊緣或手指陷阱
- 無毒物質
(2)
共: 20 分 彈簧片
蝸旋凸輪 凸輪
鉸接合
分數 2. (a) 紙電路操作的方塊圖:(@ 1 × 2 = 2)
(2)
(b) (i) 修改後的電路圖:
(3)
電 路 圖 內 需 顯 示 : LED 、電阻、電池和開關的 符號以及正確 的連接。
(ii) 電阻在修改後電路的作用:
- 電阻用作限制電流 (1M),否則 LED 會燒壞。(1M) (2) (c) 解釋過量電流通過 LED 的不良後果:
- 讓 更 多 的 電 流 通 過 LED , 會 令 LED 更 亮 , 但 亦 會 導 致 LED 散發更多的熱量。(1M)
- 隨著溫度的升高, LED 的正向電壓降低,導致 LED 產生 更多的電流及變得更熱,直到 LED 自身燒毀。(1M)
(2)
(d) (i) LED 無法點亮的原因:(@ 1 × 2 = 2)
- 將更多 LED 串聯添加到電路中,為電路中所有 LED 供電 所需的總電壓也會上升。
- LED 是需要一定電壓才能通過的二極管。 由於共享電壓 不足以觸發二極管,因此無法點亮 LED。
(2)
(ii) 解決問題的方法:
- 電源必須提供適當的電壓,可改用兩塊串連的 3V 電池。 (1) (e) LED的另外兩個日常應用: (例如) (@1 × 2 = 2)
- 交通燈
- 手機閃光燈 (2)
按下開關 LED
發光 電流
通過電路
輸入 處理過程 輸出
開關 電池
電阻 LED
(f) 紅銅的物理性質: (2) - 良 好 的 導 電 性 (1M) : 較 大 部 分 的 金 屬 為 佳 , 能 減 少 電
阻,更適合用作導電(1M)
紅銅的機械性質: (2)
- 良 好 的 延 性 / 展性(1M) :能夠拉伸 / 滾軋成薄箔 / 帶狀,及 容易彎曲以形成電路的形狀(1M)
(g) 不 應 將 鈕 扣 電 池 棄 置 於 家 居 的 垃 圾 桶 內 的 理 由 : (@1 × 2 = 2)
鈕 扣 電 池 包 含 劇 毒 的 物 質 , 例 如 汞 、 鉛 、 鎘 、 鎳 。 當 電 池處置不當時,它們可能污染環境。
鈕扣電池非常小,幼兒可能會意外地將電池吞下。
(2) 共: 20 分
分數 3. (a) (i) 驅動移動目標的機械裝置:
- 合適的方法:(例如) 利用有槽連捍 (2M)
- 技術可行性:適用於原有設計 (1M) (3) (ii) 止動裝置:
- 合適的方法:(例如) 利用止動梢 (2M)
- 技術可行性:適用於原有設計(1M) (3)
例子: (只作參考)
(iii) 射球裝置:
- 可調節發射角度的方法及裝置:能全方位或上下/
左右移動 (2M)
- 動力來源:(例如) 以彈簧的彈性作為動力(2M) - 發射前盛球的方法:(例如) 逐個球安放在管內或
能將多個球儲存在盛斗內 (1M)
- 準確發射乒乓球:(例如) 有適當長度的導管 (2M) - 穩固性:(例如) 堅固的結構及底座,能保持射球
時及射球前後的穩定性 (1M)
(8)
例子: (只作參考)
(b) (iii) 改良手柄 A 的設計:
止動梢
有槽連捍 目標可移動
60 範圍
手柄 A
以彈簧的彈性作 為動力
球形接頭 - 容許在有 限範圍內作多方向平 穩的運動
導管底部的反面 ( 有螺孔 )
導管
闊底座
- 合適的方法:(例如) 利用反向運動連桿,增加連 桿輸出臂的長度,令輸出臂 D > 輸入臂 d (2M) - 技術可行性:適用於原有設計 (1M)
(3)
例子:(只作參考)
(iv) 令目標不停移動的機械裝置:
- 合適的機械裝置:(例如) 利用曲柄和連桿機構/滑 件曲柄機構 (2M)
- 技術可行性:適用於原有設計 (1M)
(3) 例子:(只作參考)
共: 20 分 支點
輸入運動 及力
輸出運動 及力 D
d 增加連桿輸
出臂的長度
, D > d
手柄 A
曲柄和連桿
分數 4. (a) (i) 部分 A 的設計:
- 合適的方法:容許臂部沿上下及前後方向調整(2M),並 鎖定在任何位置上(1M),(例如) 利用 夾子、螺栓和螺 帽 (螺母)
- 技術可行性:適用於原有設計 (1M)
(4)
例子:(只作參考)
(ii) 關節 B 的設計:
- 合適的方法:(例如) 鉸鏈接合 (關節接合) (2M)
- 技術可行性:適用於原有設計 (1M) (3)
例子:(只作參考)
(b) (i) 燈臂所屬的槓桿類別:
第一類槓桿 (1)
(ii) 工作原理:
力矩的原理 (1M),指出處於平衡狀態時,逆時針力矩 的總和等於順時針力矩的總和 (2M)
利用示意圖去展示 (1M) (4)
(c) (i) 機械結構:
名稱:四桿機構/平行運動機構 (1)
需要添加的機械部件:兩支放在適當位置的彈簧 (2M) 工作原理:
檯燈具有兩個四桿機構 (四連桿組) (2M) 和兩支彈 性/拉伸彈簧 (1M)
(7) 螺帽
夾子 螺栓
鉸鏈接合
燈罩
下彈簧控制互相平行的兩支下臂。(1M)
例子:(只作參考)
共: 20 分 四桿機構
彈簧 四桿機構
答題指引 題號
1 標籤、注釋和文字說明
純 粹 利 用 圖 像 展 示 物 品 或 設 計 的 資 訊 , 有 時 亦 會 有 不 足 之 處 。 有 需要時,圖內可加入「標籤」、「注釋」和「文字說明」。
- 「標籤」是描述性的,例如顏色、材質或材料。
- 「註釋」應該清晰、簡潔及具體地解釋設計意 念的發展,例如 所作的設計決策。
- 「文字說明」通常會用在對產品的功能、結構、使用方法等方 面的解釋說明或添加資料,或正在考 慮的製造技術,亦可闡述 畫圖時的背後想法及裡面包含的設計概念。
有 效 使 用 文 字 及 註 釋 , 是 展 示 知 識 和 理 解 設 計 因 素 、 材 料 和 製 造 過程的極佳方法。
2(a) 方塊圖
方 塊 圖 通 常 在 方 框 內 寫 上 「 輸 入 」 、 「 處 理 」 及 「 輸 出 」 等 標 題。 在設計電路如何運行時,這些標題將用於計劃輸入、處理和 輸出的細節。
4(a)(b) 示意圖
示 意 圖 利 用 抽 象 的 、 通 常 是 標 準 化 的 符 號 和 線 條 去 表 示 程 序 、 設 備 或 物 件 。 例 如 , 示 意 圖 可 用 作 將 檯 燈 不 同 的 部 分 描 繪 為 一 組 形 狀或符號,以顯示它們的相對位置。
4(c) 輪廓圖
輪廓圖只繪畫物件的輪廓線或外形線條,而不會加上任何描影。