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卷一至卷四
設計與應用科技進階練習題集
2026 備試版
為操卷而設次序清楚、版面乾淨、連接課題回顧。
詳細課程規劃
逐課題完整溫習藍圖
這份設計與應用科技大綱列出概念、技巧、操練路線、弱項訊號及進階記憶路徑，讓同學清楚知道每一步為何而做。
01
設計思維與用者為本研究
探索從同理使用者到測試方案的迭代設計週期。學習應用用者研究方法來界定設計要求，並創造以人為本的解決方案。
細分課題
- 設計流程階段：同理心、界定、構思、原型、測試
- 用者研究技巧：訪談、問卷調查、觀察及民族誌
- 擬定設計摘要及產品設計規格 (PDS)
- 構思方法：腦力激盪、心智圖、奔馳法 (SCAMPER)
- 原型製作技巧：從低還原度紙模型到高還原度功能原型
- 用者測試：可用性測試、A/B測試及意見整合
- 根據評測數據進行迭代改良
應試技巧
- 分析設計情境，選擇合適的用者研究方法
- 運用用者數據的證據來證明設計決策
- 評鑑某一設計流程的效能及以用者為本的程度
- 將用者需求轉化為可量度的設計規格
操練路線
- 繪製一件常見產品（例如水瓶）從需要識別到市場推出的真實設計流程。
- 就所選問題進行小型用者訪談，並綜合結果製作成人物誌。
- 為指定的設計挑戰擬定設計摘要，包括關鍵限制及用者要求。
- 就該摘要繪畫三個構想草圖，並解釋每項如何滿足用者需求。
- 製作低還原度紙模型，並與同學進行快速用者測試，然後迭代改良。
弱項訊號
- 在流程初期將用者需求與設計解決方案混淆
- 跳過界定階段，在沒有清晰規格的情況下直接進入構思
- 只依賴個人偏好而非用者研究數據
- 不進行原型迭代，把首個原型當作最終版本
影片課程
設計流程循環
進階影片把思維導圖連接到例題示範、限時操練及錯題檢討。
進階記憶路徑
思維導圖: 設計流程循環
記憶卡: 關鍵詞彙：同理心、產品設計規格、構思、原型製作、可用性
間隔重溫: 每三天重溫五個階段及相應研究方法，持續兩週。
02
材料與製造科技
認識常見工程材料（包括金屬、聚合物、陶瓷及複合材料）的屬性。了解材料選擇和製造工序如何影響產品性能及可持續性。
細分課題
- 材料分類及屬性：機械（強度、韌度、硬度）、物理（密度、導熱性）及化學（耐腐蝕性）
- 金屬：黑色與有色金屬、合金化、熱處理
- 聚合物：熱塑性與熱固性、添加劑、環境應力開裂
- 陶瓷及複合材料：屬性及典型應用
- 鑄造、模塑、成形及機械加工工序
- 接合技術：焊接、黏合劑、機械緊固件
- 材料選擇準則：功能、環境、可持續性及成本
應試技巧
- 根據產品需求，引用材料屬性及加工限制來證明材料選擇
- 從成本、精確度及生產量比較不同的製造工序
- 提出如何通過處理或添加劑改良材料屬性
操練路線
- 就某一零件（例如齒輪）研究並製作三種材料的比較表，列出屬性、優缺點。
- 利用網上資源，追溯一件常見物品從原材料到成品的製造路線。
- 設計一件簡單產品，並指定材料及製造工序，證明你的選擇。
- 拆解一件舊產品（例如玩具），並識別所有使用的材料；解釋為何選用每種材料。
弱項訊號
- 僅基於強度選擇材料，而忽略重量或成本
- 混淆剛度與強度的差異
- 忽略紫外線降解或腐蝕等環境因素
- 誤以為熱塑性塑料能像熱固性塑料般耐高溫
影片課程
材料選擇圖
進階影片把思維導圖連接到例題示範、限時操練及錯題檢討。
進階記憶路徑
思維導圖: 材料選擇圖
記憶卡: 常見材料屬性：抗拉強度、楊氏模量、韌度、硬度、密度
間隔重溫: 每週重溫屬性定義及製造工序類型，持續三週。
03
系統、控制與新興科技
分析開環及閉環控制系統，包括感應器、控制器及致動器。探索物聯網、機械人及智能系統等新興科技及其在現代產品中的整合。
細分課題
- 開環與閉環控制：原理及例子
- 系統部件：感應器、信號調理器、控制器、驅動器、致動器
- 感應器類型：動作、溫度、光、壓力、接近感應器
- 致動器：電動機、螺線管、氣壓缸及形狀記憶合金
- 自動化中的微控制器及可編程邏輯控制器 (PLC)
- 物聯網 (IoT)：架構、通訊協議及應用
- 設計中的機械人學及人工智能：自主系統及人機互動
應試技巧
- 識別及描述控制系統圖中每個方框的功能
- 設計基本的反饋迴路以滿足給定性能標準
- 評估某一新興科技對特定設計問題的適用性
- 整合感應器與致動器及微控制器，創建簡單的智能產品
操練路線
- 繪製常見自動系統（例如空調）的方框圖，並解釋每個部分。
- 編寫簡單的Arduino或類似系統程式，根據感應器輸入作出反應（例如檢測到動作時點亮LED）。
- 研究一種新興科技（例如智能家居物聯網），並概述一個使用該科技的設計概念。
- 分析某一產品（例如自動門）的控制系統，並提出改良建議。
弱項訊號
- 混淆開環與閉環系統
- 忘記感應器需要信號調理才能與控制器接口
- 在系統設計中忽略致動器的功率需求
- 誤判無線物聯網協議的可靠性及延遲
影片課程
控制系統部件
進階影片把思維導圖連接到例題示範、限時操練及錯題檢討。
進階記憶路徑
思維導圖: 控制系統部件
記憶卡: 感應器類型、致動器類型、開環/閉環定義、物聯網協議
間隔重溫: 每五天重溫閉環與開環例子，以及感應器與致動器的配對。
04
視覺傳意與模型製作
掌握圖像傳意工具，包括符合英國及國際標準的正投影、等角及透視圖。學習製作實體及數碼模型，以有效傳達設計概念。
細分課題
- 正投影：第一角及第三角、線條類型、尺寸標註規則
- 立體圖：等角圖、斜角圖及透視圖
- 剖視圖：全剖、半剖、轉折剖及局部詳圖
- 工作圖：零件圖、裝配圖及爆炸圖
- 2D電腦輔助設計軟件基礎：圖層、圖塊、標註
- 三維建模：實體建模、渲染及基本動畫用於展示
- 快速原型製作：3D打印技術及模型後處理
應試技巧
- 從立體圖解讀及繪畫正投影圖
- 快速繪畫比例等角草圖以傳達設計概念
- 加入合適的剖視圖以闡明內部幾何形狀
- 使用CAD工具創建三維模型並生成工程圖
操練路線
- 繪製簡單物件（例如支架）的第三角正投影圖，並加上正確尺寸標註。
- 草繪同一支架的等角圖，並標註主要尺寸。
- 使用免費CAD軟件創建產品的3D模型，並製作爆炸裝配圖。
- 使用卡紙或發泡膠板製作實體比例模型，並評估其傳達設計意圖的能力。
弱項訊號
- 混淆第一角及第三角投影標準
- 在正投影圖中遺漏隱藏線
- 徒手草圖比例不當，影響傳意效果
- 圖紙尺寸標註過多或不足
影片課程
繪圖標準圖
進階影片把思維導圖連接到例題示範、限時操練及錯題檢討。
進階記憶路徑
思維導圖: 繪圖標準圖
記憶卡: 線條類型（實線、虛線、中心線）、尺寸標註規則、第一角與第三角標記
間隔重溫: 每四天練習解讀第三角圖紙並標註尺寸。
05
可持續與共融設計
探討產品生命週期中的可持續設計，包括材料選擇、能源效益及終期管理。探索人因工程與共融設計，確保產品對不同用者皆可達。
細分課題
- 可持續設計原則：減量、重用、回收、回收能源、再製造 (5R)
- 生命週期評估 (LCA)：目標與範圍、盤查、影響評估、詮釋
- 為拆解而設計及模組化以利維修與回收
- 節能設計：被動系統、能量採集及低功耗電子
- 人因工程：人體測量數據、工作空間設計及人機界面
- 共融設計：應對身體、感官及認知需求；通用設計原則
- 與安全、可達性及環境合規相關的法規與標準
應試技巧
- 應用生命週期思維來評估產品的環境影響
- 提出設計改良以提升可回收性或能源效益
- 選擇合適的人體測量數據來界定針對目標人口的產品尺寸
- 從共融性角度評鑑產品設計，並提出改良建議
操練路線
- 對即棄杯與重用杯進行簡化生命週期評估，比較主要影響類別。
- 重新設計一件常見產品（例如手機充電器），以提升其可維修性及可回收性。
- 量度自己的人體測量數據，並用於設計簡單工作站佈局。
- 審視一項公共設施（例如巴士站）的可達性問題，並提出共融方案。
弱項訊號
- 只專注於材料的可回收性，而忽略製造過程的能源消耗
- 只應用單一百分位數的人體尺寸，而沒有考慮用者範圍
- 誤認為產品只要符合最低法律要求就是共融設計
- 忘記可持續設計亦包括社會及經濟層面（三重底線）
影片課程
可持續性及共融因素
進階影片把思維導圖連接到例題示範、限時操練及錯題檢討。
進階記憶路徑
思維導圖: 可持續性及共融因素
記憶卡: 5R框架、生命週期評估階段、通用設計原則、人體測量術語
間隔重溫: 每五天重溫可持續產品及共融設計的案例。
06
設計測試與評估
學習規劃及進行測試，以評估產品性能、安全及可靠度。運用測試數據識別失效模式，並透過迭代改良推動設計改進。
細分課題
- 測試類型：功能、應力、耐久、可用性及安全測試
- 測試規劃：界定目標、測試條件及成功標準
- 數據收集儀器及量度技術
- 失效分析：根本原因識別、失效模式與影響分析 (FMEA) 及魚骨圖
- 測試結果的統計分析：平均值、標準差及基本顯著性檢定
- 用於多因素測試的實驗設計 (DoE)
- 迭代改良：運用評測結果完善設計
應試技巧
- 為特定的產品要求設計測試計劃
- 解讀測試數據以識別產品最弱的部分
- 應用基本統計學比較兩個設計方案的性能
- 在發生失效事故後提出以證據為本的設計更改
操練路線
- 撰寫評估產品（例如背囊肩帶）耐久度的測試規程，並進行模擬測試。
- 分析一組測試數據（例如樣本斷裂載荷）並計算基本統計；用圖表展示結果。
- 為常見產品失效（例如滲漏水瓶）製作魚骨圖，並找出潛在的根本原因。
- 根據失效分析重新設計產品特徵，並說明你會如何驗證改良效果。
弱項訊號
- 僅在理想條件下進行測試，沒有考慮現實世界的變異
- 忽略原型之間細小差異的統計顯著性
- 在未有系統地識別失效的根本原因前就急於提出解決方案
- 沒有記錄測試程序，導致結果不可重複
影片課程
評測與測試框架
進階影片把思維導圖連接到例題示範、限時操練及錯題檢討。
進階記憶路徑
思維導圖: 評測與測試框架
記憶卡: 測試類型、失效模式與影響分析步驟、基本統計公式、實驗設計概念
間隔重溫: 每五天重溫測試規劃及根本原因分析方法。
常見溫習問題
完成診斷練習後，可用以下課題問題判斷下一步要溫甚麼。
DSE設計流程用家研究方法有咩重點？
用者研究方法包括訪談、觀察、問卷調查及民族誌，用於同理心階段深入了解用者需求。
DSE設計點揀材料？特性點比較？
比較材料時需考慮機械特性（強度、韌度）、物理特性（密度、導熱）及可持續性，並配合製造工序。
DSE設計與應用科技控制系統點分開環閉環？
開環系統無反饋，如微波爐；閉環系統有感應器回饋，如空調恆溫控制。
DSE視覺傳意投影圖點畫？第三角同第一角有咩分別？
正投影圖用第三角或第一角標準，香港多用第三角。須掌握線條類型及尺寸標註。
DSE可持續設計生命週期評估點計？
根據ISO 14040，LCA包括目標界定、盤查分析、影響評估及詮釋。考試中需簡化應用於比較產品方案。
DSE設計測試評估計畫點寫？點分析數據？
測試計劃須列明目的、設備、步驟及成功標準。數據分析可用統計（如平均值、標準差）比較產品性能。
資料依據
練習內容為原創；作最終考試決策時請以官方文件核實。