Reka Bentuk dan Teknologi soalan, bab 1

NamaKelasTarikh

Penyelesaian masalah secara inventif

45 markah. Guna mod Latihan untuk menyemak setiap jawapan, atau mod Peperiksaan untuk menjawab semua soalan dahulu. Sediakan sehelai kertas kosong dan pensel untuk soalan C2.

Bahagian A: soalan objektif

10 markah

Jawab semua soalan. Pilih satu jawapan yang betul bagi setiap soalan.

Soalan 1

Apakah ciri masalah bukan inventif?

Mempunyai kesan sampingan apabila usaha penambahbaikan dilakukan
Tidak mempunyai kesan sampingan apabila usaha penambahbaikan dilakukan
Diselesaikan dengan memilih prinsip inventif
Memerlukan analisis fungsi dan pemisahan ruang

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Masalah bukan inventif tidak mempunyai kesan sampingan apabila penambahbaikan dilakukan (ms. 3). A ialah ciri masalah inventif; C dan D digunakan untuk masalah inventif.

Untuk guru: Mengingat, aras rendah, standard 1.1.1

Buku teks ms. 3

Soalan 2

Rajah 1 menunjukkan kaki meja kayu diganti dengan kaki besi supaya meja dapat menampung beban. Mengapakah masalah ini dikelaskan sebagai masalah inventif?

Meja berkaki kayu bergoyang dengan timbunan buku dan meja berkaki besi yang kukuh — Rajah 1

Meja kini dapat menampung beban yang banyak tanpa bergoyang
Kaki meja diperbuat daripada besi yang lebih kuat daripada kayu
Penyelesaian itu tidak menimbulkan masalah lain
Meja menjadi lebih berat dan memerlukan lebih ramai pekerja untuk mengalihkannya

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Penyelesaian itu menimbulkan kesan sampingan: meja lebih berat dan memerlukan lebih ramai pekerja untuk mengalihkannya (ms. 4). Itulah ciri masalah inventif.

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 1.1.1

Buku teks ms. 4

Soalan 3

Dalam proses penyelesaian masalah bukan inventif, apakah langkah yang dilakukan sejurus selepas membuat pilihan?

Menilai penyelesaian masalah
Menyenaraikan pilihan penyelesaian
Melaksanakan pilihan
Mengenal pasti masalah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Urutan: mengenal pasti masalah, menyenaraikan pilihan, membuat pilihan, melaksanakan pilihan, menilai (Rajah 1.1.5, ms. 5).

Untuk guru: Mengingat, aras rendah, standard 1.1.2

Buku teks ms. 5

Soalan 4

Fasa-fasa penyelesaian masalah inventif:
I  Model penyelesaian
II  Kaedah penyelesaian
III  Model masalah
IV  Analisis punca masalah
Apakah urutan yang betul?

IV, III, II, I
III, IV, II, I
IV, II, III, I
I, II, III, IV

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Fasa 1 analisis punca masalah, fasa 2 model masalah, fasa 3 kaedah penyelesaian, fasa 4 model penyelesaian (Jadual 1.1.1, ms. 6).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 1.1.2

Buku teks ms. 6

Soalan 5

Rajah 2 menunjukkan model fungsi sebuah rak kasut. Apakah komponen X?

Lantai memegang kerangka rak, kerangka rak memegang X, X memegang kasut, skru memegang kerangka rak dan X — Rajah 2

Lantai
Muka rak
Skru
Kasut

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

X dipegang oleh kerangka rak dan skru, dan X memegang kasut. Komponen yang memegang kasut ialah muka rak. Lantai ialah supersistem, skru menyokong, kasut ialah objek.

Untuk guru: Mengaplikasi, aras sederhana, standard 1.2.2

Buku teks ms. 10

Soalan 6

Lantai, cahaya dan kelembapan ialah faktor persekitaran yang memberi kesan kepada sesuatu produk. Faktor ini dinamakan

Komponen
Objek
Supersistem
Parameter

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Supersistem ialah faktor persekitaran yang memberi kesan terhadap produk, seperti lantai, cahaya dan kelembapan (ms. 10).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 1.2.2

Buku teks ms. 10

Soalan 7

Dalam model fungsi sebuah rak, terlalu banyak skru digunakan sehingga rak menjadi terlalu berat. Garisan interaksi manakah yang sesuai untuk menunjukkan hubungan skru dengan rak itu?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Terlalu banyak skru bermaksud berguna tetapi berlebihan, iaitu garisan lurus tebal (D). A ialah normal, B bermasalah (bergelombang) dan C tidak mencukupi (putus-putus). Rujuk Jadual 1.2.3, ms. 11.

Untuk guru: Mengaplikasi, aras sederhana, standard 1.2.3

Buku teks ms. 11

Soalan 8

Antara pasangan berikut, yang manakah menunjukkan jenis halangan dan contoh yang betul?

Semula jadi: hujan
Sifat asas objek: graviti
Sains dan fizik: kebolehan manusia
Sains dan fizik: panas

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Semula jadi: panas, hujan, kelembapan. Sains dan fizik: momentum, graviti. Sifat asas objek: kebolehan manusia (Jadual 1.2.4, ms. 12).

Untuk guru: Menganalisis, aras sederhana, standard 1.2.3

Buku teks ms. 12

Soalan 9

Sebuah payung perlu besar semasa digunakan dan kecil semasa disimpan di dalam beg. Apakah kaedah pemisahan yang sesuai dan sebabnya?

Pemisahan ruang, kerana percanggahan besar dan kecil berlaku pada masa yang sama
Pemisahan ruang, kerana payung disimpan di dalam beg
Pemisahan masa, kerana percanggahan besar dan kecil berlaku pada masa yang berlainan
Pemisahan masa, kerana percanggahan besar dan kecil berlaku pada masa yang sama

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Payung tidak perlu besar dan kecil serentak: besar semasa digunakan, kecil semasa disimpan. Percanggahan berlaku pada masa yang berlainan, maka dipilih pemisahan masa (ms. 15).

Untuk guru: Mengaplikasi, aras sederhana, standard 1.3.1

Buku teks ms. 15

Soalan 10

Rajah 3 menunjukkan cawan kopi panas yang sukar dipegang, diselesaikan dengan pemegang cawan yang sejuk. Kaedah pemisahan manakah yang paling wajar dipilih?

Cawan panas dipegang dengan tangan, kemudian cawan dipegang pada pemegang yang sejuk — Rajah 3

Pemisahan masa, kerana panas dan sejuk diperlukan pada masa yang berlainan
Pemisahan ruang, kerana panas dan sejuk diperlukan pada masa yang sama
Pemisahan masa, kerana pemegang cawan hanya digunakan ketika minum
Pemisahan ruang, kerana cawan panas dan pemegang sejuk berada di dalam dua cawan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Badan cawan perlu panas (menyimpan minuman) dan pemegang perlu sejuk (dipegang) pada masa yang sama, tetapi di bahagian berlainan. Jawapan 'Ya' pada Jadual 1.1.2 bermaksud pemisahan ruang (ms. 7).

Untuk guru: Menilai, aras sederhana, standard 1.1.2

Buku teks ms. 7

Bahagian B: soalan objektif pelbagai bentuk

24 markah

Jawab semua soalan. Setiap soalan bernilai 4 markah.

Soalan 11

Tandakan (✓) bagi pernyataan yang betul dan (✗) bagi pernyataan yang salah.

[1 markah] (a)Masalah inventif mempunyai kesan sampingan apabila usaha penambahbaikan dilakukan.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✓ Betul

[1 markah] (b)Mengasah pisau tumpul ialah contoh masalah inventif.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✗ Salah

[1 markah] (c)TRIZ bermaksud Teori Penyelesaian Masalah Inventif.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✓ Betul

[1 markah] (d)Dalam carta alir masalah bukan inventif, jika masalah belum selesai, kita kembali ke langkah 1.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✗ Salah

(b) Mengasah pisau ialah masalah bukan inventif kerana tiada kesan sampingan (ms. 3). (c) TRIZ ialah Teori Penyelesaian Masalah Inventif (ms. 4). (d) Jawapan Tidak kembali ke langkah 2, iaitu menyenaraikan pilihan (ms. 5).

Untuk guru: Mengingat, aras rendah, standard 1.1.1, 1.1.2

Buku teks ms. 4

Soalan 12

Seorang murid mencuba menyelesaikan masalah bukan inventif. Padankan langkah dengan aktivitinya mengikut carta alir proses penyelesaian masalah bukan inventif.

[1 markah] (a)Langkah 2

AMengenal pasti masalahBMenyenaraikan pilihan untuk menyelesaikan masalahCMembuat pilihanDMenilai penyelesaian masalah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Menyenaraikan pilihan untuk menyelesaikan masalah

[1 markah] (b)Langkah 3

AMengenal pasti masalahBMenyenaraikan pilihan untuk menyelesaikan masalahCMembuat pilihanDMenilai penyelesaian masalah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Membuat pilihan

[1 markah] (c)Langkah 5

AMengenal pasti masalahBMenyenaraikan pilihan untuk menyelesaikan masalahCMembuat pilihanDMenilai penyelesaian masalah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Menilai penyelesaian masalah

[1 markah] (d)Langkah 1

AMengenal pasti masalahBMenyenaraikan pilihan untuk menyelesaikan masalahCMembuat pilihanDMenilai penyelesaian masalah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mengenal pasti masalah

Urutan: 1 mengenal pasti masalah, 2 menyenaraikan pilihan, 3 membuat pilihan, 4 melaksanakan pilihan, 5 menilai (Rajah 1.1.5, ms. 5).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 1.1.2

Buku teks ms. 5

Soalan 13

Padankan setiap fasa penyelesaian masalah inventif dengan penerangannya.

[1 markah] (a)Analisis punca masalah

AAnalisis fungsiBPercanggahan fizikalCPilihan kaedah pemisahanDKaedah penyelesaian spesifik

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Analisis fungsi

[1 markah] (b)Model masalah

AAnalisis fungsiBPercanggahan fizikalCPilihan kaedah pemisahanDKaedah penyelesaian spesifik

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Percanggahan fizikal

[1 markah] (c)Kaedah penyelesaian

AAnalisis fungsiBPercanggahan fizikalCPilihan kaedah pemisahanDKaedah penyelesaian spesifik

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Pilihan kaedah pemisahan

[1 markah] (d)Model penyelesaian

AAnalisis fungsiBPercanggahan fizikalCPilihan kaedah pemisahanDKaedah penyelesaian spesifik

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kaedah penyelesaian spesifik

Jadual 1.1.1 (ms. 6): analisis punca masalah ialah analisis fungsi, model masalah ialah percanggahan fizikal, kaedah penyelesaian ialah pilihan kaedah pemisahan dan model penyelesaian ialah kaedah penyelesaian spesifik.

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 1.1.2

Buku teks ms. 6

Soalan 14

Rajah 4 menunjukkan model fungsi sebuah kerusi. Nyatakan maksud setiap garisan interaksi P, Q, R dan S.

Model fungsi kerusi: P lurus nipis dari lantai ke kaki kerusi, Q putus-putus dari kaki kerusi ke tempat duduk, R tebal dari skru ke tempat duduk, S bergelombang dari kelembapan ke skru — Rajah 4

[1 markah] (a)P

ABerguna (normal)BBerguna tetapi tidak mencukupiCBerguna tetapi berlebihanDBermasalah (harmful)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Berguna (normal)

[1 markah] (b)Q

ABerguna (normal)BBerguna tetapi tidak mencukupiCBerguna tetapi berlebihanDBermasalah (harmful)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Berguna tetapi tidak mencukupi

[1 markah] (c)R

ABerguna (normal)BBerguna tetapi tidak mencukupiCBerguna tetapi berlebihanDBermasalah (harmful)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Berguna tetapi berlebihan

[1 markah] (d)S

ABerguna (normal)BBerguna tetapi tidak mencukupiCBerguna tetapi berlebihanDBermasalah (harmful)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Bermasalah (harmful)

P garisan lurus nipis: normal. Q garisan putus-putus: tidak mencukupi. R garisan lurus tebal: berlebihan. S garisan bergelombang: bermasalah (Jadual 1.2.3, ms. 11).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 1.2.3

Buku teks ms. 11

Soalan 15

Kenal pasti prinsip inventif yang paling sesuai dengan setiap situasi.

[1 markah] (a)Bekas makanan murid dibahagikan kepada petak berasingan untuk nasi, lauk dan buah.

AKualiti setempatBPenyaranganCTindakan berkalaDPembuangan dan pemulihan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kualiti setempat

[1 markah] (b)Sebatang tongkat boleh dipanjangkan dan dipendekkan kerana bahagian kecil dimasukkan ke dalam bahagian yang lebih besar.

AKualiti setempatBPenyaranganCTindakan berkalaDPembuangan dan pemulihan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Penyarangan

[1 markah] (c)Lampu jalan dipasang supaya menyala pada waktu malam dan padam pada waktu siang, bukannya menyala sepanjang masa.

AKualiti setempatBPenyaranganCTindakan berkalaDPembuangan dan pemulihan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Tindakan berkala

[1 markah] (d)Kapsul ubat larut dan hilang selepas menjalankan fungsinya.

AKualiti setempatBPenyaranganCTindakan berkalaDPembuangan dan pemulihan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Pembuangan dan pemulihan

(a) Setiap bahagian menjalankan fungsi berbeza: kualiti setempat (pemisahan ruang). (b) Objek dimasukkan ke dalam objek lain yang sama tetapi berlainan saiz: penyarangan (pemisahan ruang). (c) Tindakan berterusan ditukar kepada berkala: tindakan berkala (pemisahan masa). (d) Bahagian yang telah menjalankan fungsinya dibuang: pembuangan dan pemulihan (pemisahan masa). Rujuk ms. 16-17.

Untuk guru: Menganalisis, aras sederhana, standard 1.3.2

Buku teks ms. 16

Soalan 16

Rajah 5 menunjukkan sebuah rak kasut kayu yang digunakan untuk memegang kasut. Padankan istilah analisis fungsi dengan jawapan yang betul.

Rak kasut kayu dengan kayu beroti, skru, paku, muka rak dan kerangka rak — Rajah 5

[1 markah] (a)Produk (sistem)

ARak kasutBMemegangCKasutDSkru

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Rak kasut

[1 markah] (b)Fungsi (tindakan)

ARak kasutBMemegangCKasutDSkru

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Memegang

[1 markah] (c)Objek (penerima kesan)

ARak kasutBMemegangCKasutDSkru

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kasut

[1 markah] (d)Komponen

ARak kasutBMemegangCKasutDSkru

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Skru

Produk ialah rak kasut, fungsinya memegang dan objeknya kasut (Jadual 1.2.1, ms. 9). Skru ialah komponen bagi rak kasut, bersama kayu beroti, paku, muka rak dan kerangka rak (ms. 8).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 1.2.1

Buku teks ms. 8

Bahagian C: soalan subjektif

11 markah

Jawab semua soalan. Tulis jawapan anda di ruang yang disediakan. Untuk lakaran, gunakan kertas kosong, kemudian tandakan skema sendiri.

Soalan 17

Rajah 6 menunjukkan model fungsi sebuah bangku yang tidak stabil di sebuah pondok menunggu bas. Garisan dari paku ke kaki bangku dan tempat duduk adalah putus-putus.

Model fungsi bangku: hujan bergelombang ke paku; paku putus-putus ke kaki bangku dan tempat duduk — Rajah 6

[2 markah] (a)Nyatakan jenis halangan yang menyebabkan masalah itu dan beri satu contoh lain bagi jenis halangan yang sama.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Halangan semula jadi [1]1
Contoh lain: panas / kelembapan [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[2 markah] (b)Lengkapkan analisis berantai punca dan kesan: Bangku tidak stabil. Mengapa? Kaki bangku dan tempat duduk tidak stabil. Mengapa? Paku ............. Mengapa? .............

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Paku longgar / berkarat / tidak memegang dengan kuat [1]1
Hujan (kelembapan) [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

Untuk guru: Menganalisis, aras sederhana, standard 1.2.3

Buku teks ms. 12

Soalan 18

Rak buku di perpustakaan sekolah perlu tinggi supaya dapat menyimpan banyak buku, tetapi murid Tingkatan 1 yang rendah sukar mencapai bahagian atas rak.

[1 markah] (a)Nyatakan percanggahan fizikal bagi rak buku itu.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Tinggi lawan rendah [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[2 markah] (b)Tentukan kaedah pemisahan yang sesuai. Berikan soalan penentu dan jawapan anda.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Soalan: Adakah rak perlu tinggi dan rendah pada masa yang sama? [1]1
Jawapan: Ya, kerana murid yang tinggi dan rendah menggunakannya serentak, maka pemisahan ruang [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[2 markah] (c)Pilih satu prinsip inventif yang sesuai daripada kaedah pemisahan itu dan terangkan cadangan perubahan reka bentuk anda.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana satu prinsip pemisahan ruang yang sesuai, contohnya pembahagian / kualiti setempat / penyarangan / tidak simetri / pengantara [1]1
Perubahan yang sesuai dengan prinsip itu, contohnya rak dibahagi kepada unit-unit kecil yang boleh disusun mengikut ketinggian (pembahagian) atau satu bahagian rak diturunkan supaya bahagian rendah untuk murid kecil (tidak simetri) [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[2 markah] (d)Pada kertas kosong, lakarkan bahagian rak yang diubah dan labelkan lakaran anda. Kemudian semak lakaran dengan skema.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Contoh: rak dua unit, unit pendek di sebelah kiri berlabel 'rak rendah untuk murid Tingkatan 1' dan unit tinggi di sebelah kanan berlabel 'rak tinggi'.

Lakaran jelas menunjukkan bahagian rak yang diubah (rak rendah dan rak tinggi / unit yang dibahagikan) [1]1
Sekurang-kurangnya satu label yang menerangkan perubahan itu [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

Untuk guru: Mencipta, aras tinggi, standard 1.3.1, 1.3.2, 1.3.4

Buku teks ms. 15

Kembali ke nota Bab 2 soalan Kertas model