設計與應用科技入門：應用與應試基礎
基礎材料是設計的物質基礎。金屬堅硬耐用、塑料輕身易塑、木材溫潤易加工，各有所長。選材要兼顧強度、重量、成本、外觀與安全。答題時緊記「特性配用途」，逐項對應，並運用設計循環的次序組織答案。
- 常用材料分金屬、塑料、木材三大類，特性各有長短，決定了它們的典型用途。
- 金屬強度高、耐用導電；塑料輕身防水易塑形；木材溫潤易加工但怕潮。
- 選材要權衡功能、成本、加工難度、外觀、安全與環保，合用為先。
文體小知識：科技知識說明文——介紹金屬、塑料、木材三大類材料的特性與選材考慮，並示範選材與設計循環題型的基礎作答方法。
§課文原文 Passage
1材料是設計的物質基礎，常用材料可粗分為金屬、塑料與木材三大類。金屬堅硬、強度高、耐用且可導電導熱，常見有鋁合金與不銹鋼；塑料輕身、易塑形、防水，種類繁多，如亞加力與聚丙烯；木材溫潤、易切割加工、紋理自然，實木與夾板各有用途。
2不同材料特性各異，選材因此成為設計的重要決定。設計師要考慮強度與耐用程度、重量、成本、外觀與質感、防水與防銹能力，以及是否容易加工。以造學生水樽為例，輕身防撞的塑料往往勝過易凹陷的金屬；以造椅子骨架為例，強度高的金屬或硬木便較合適。
3快速成型技術讓材料應用更靈活。立體打印按電腦模型逐層印出物件，能造出傳統工藝難以完成的複雜形狀，特別適合製作原型與小批量構件。不過立體打印通常較慢、成本較高，大量生產時仍常用模具注塑等方式，設計師要按數量與要求選擇合適工藝。
4應試方面，材料題與設計循環題有基本答法。材料題緊記「特性配用途」：先講材料特性，再講特性如何切合產品要求；設計循環題則按確認需要、規格、發想、原型、測試、評估的次序作答，每個階段緊扣題目情境。答題有結構、有對應，分數自然穩妥。
1重點摘要 Summary
材料是設計的物質基礎。金屬堅硬耐用、塑料輕身易塑、木材溫潤易加工，各有所長。選材要兼顧強度、重量、成本、外觀與安全。答題時緊記「特性配用途」，逐項對應，並運用設計循環的次序組織答案。
2生字卡 Vocabulary
堅硬、強度高、可導電導熱的材料，如鋁合金、不銹鋼。
輕身、易塑形、防水的聚合物材料，如亞加力。
溫潤、易加工、具自然紋理的材料，實木與夾板各有用途。
按產品要求在特性、成本與加工之間權衡，選出合適材料的過程。
材料抵抗外力而不損壞的能力。
材料長期使用而不易磨損、變形或銹蝕的性質。
以切割、打磨、接合等方法把材料製成所需形狀。
按電腦模型逐層印出立體物件的快速成型技術。
把熔化塑料注入模具、冷卻成形的量產工藝。
3逐步講解 Steps
- 第一步：認識三大類常用材料常用材料可分為金屬、塑料與木材三大類，各有明顯性格。金屬堅硬強韌、耐用、可導電導熱，但較重且會生銹；塑料輕身、防水、易塑成複雜形狀，但受熱易變形、較難分解；木材溫潤美觀、易於切割接合，但怕潮怕蛀、強度視乎紋理。舉個例子：廚具常用不銹鋼，水樽常用塑料，傢俬則常用木材，正是特性使然。
- 第二步：金屬的特性與常見用途金屬的最大優勢是強度與耐用：能承受撞擊與重壓，可導電導熱，還可以焊接、屈曲與拋光。常見的鋁合金輕身防銹，用於窗框與電子產品外殼；不銹鋼防銹耐用，用於廚具與醫療器具。舉個例子：單車車架多用鋁合金，因為既要承受騎士重量，又要控制整車重量，金屬的強度與可焊接性正好兼顧兩者。
- 第三步：塑料的特性與常見用途塑料輕身、防水、絕緣，加熱後可塑成複雜形狀，顏色選擇多，成本一般較低，是產品外殼與日用品的主角。不同塑料性格各異：亞加力通透如玻璃卻更輕更安全，聚丙烯柔韌耐摺，適合活頁與鉸位。舉個例子：文件夾的活蓋要經長年反覆開合，便選用耐摺的聚丙烯；若用硬脆塑料，摺口很快便會斷裂。
- 第四步：木材的特性與常見用途木材溫潤、紋理自然，易於鋸切、打磨與接合；夾板把薄木片層層黏壓，強度均勻又省料，是傢俬與模型常用材料。木材順紋與橫紋強度不同，受潮會脹縮，設計時要留意。舉個例子：書架層板多以夾板或實木製成，靠的是順紋方向的良好抗彎能力；浴室傢俬則要選防潮處理的板材，以免發霉變形。
- 第五步：選材的考慮因素選材是多方權衡：先看功能要求，如強度、重量、防水與耐用；再看成本與加工難度，昂貴或難加工的材料會推高造價；還要顧及外觀質感、安全與環保。以學生書包扣具為例：塑料輕、防銹、可塑成符合手形的曲線，又比金屬便宜，故此最為合用；同一邏輯放在單車煞車桿上，金屬便較為合適。
- 第六步：應試基礎——材料題與循環題的答法材料題緊記「特性配用途」三步：先寫材料名稱與特性，再寫產品要求，最後講明特性如何滿足要求，切勿只寫結論。設計循環題則按確認需要、研究規格、意念發想、原型、測試、評估的次序組織段落，每階段緊扣題目情境。以「為郊野公園設計指示牌」為例：答耐候防水物料、清晰高度與字樣，再按循環逐段推展，答案便完整有序。
5例題示範 Example
例題：學校要在露天走廊放置一排儲物櫃，供同學存放運動用品。試建議合適的櫃身材料，並說明理由。
- 列出產品要求：露天使用須防潮防曬、耐用防撞、安全無銳邊，兼顧成本與外觀。
- 比較候選材料：金屬堅固但易傳熱且需防銹處理；實木美觀但怕潮；塑料防水耐用、免保養。
- 運用「特性配用途」：塑料櫃身防水防銹、輕身易成型，符合露天與耐用要求。
- 補充設計細節：加散熱通風縫、圓角處理、櫃底離地防積水。
- 答案：建議櫃身採用防水塑料（如聚乙烯或經防紫外光處理的塑料板），理由是耐潮防銹、耐用易潔、可一次成型兼成本合理；再輔以圓角與離地設計確保安全耐用。答題關鍵在於每項特性都對應一個使用要求，不能只報材料名稱。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1下列哪一類材料輕身、防水且易塑形？
Q2單車車架常用鋁合金，主要因為它有哪些特性？
Q3為什麼文件夾活蓋常用聚丙烯？
Q4立體打印最適合用於什麼場合？
Q5材料題的基本答題步驟是什麼？
8重點回顧 Recap
- 常用材料分金屬、塑料、木材三大類，特性各有長短，決定了它們的典型用途。
- 金屬強度高、耐用導電；塑料輕身防水易塑形；木材溫潤易加工但怕潮。
- 選材要權衡功能、成本、加工難度、外觀、安全與環保，合用為先。
- 立體打印按模型逐層成型，適合原型與小批量；大量生產常用注塑等模具工藝。
- 材料題用「特性配用途」三步作答；設計循環題按六階段次序、緊扣情境作答。