《木材学》课程教学大纲

《木材学》教学大纲一、教学目的和任务木材及木质资源材料广泛存在于自然界中，蓄积量大，具有可再生、可循环利用、对环境无污染、经济成本低、符合生态环境材料要求等特点，符合国家可持续发展战略的要求。

学生通过学习木材学这门课程，能够了解木材科学的基本理论和发展趋势，理解木材学的广义含义——指木质化天然材料及其制品的生物学、化学和物理性质，以及生产、加工的科学依据；理解木材学的狭义含义——是研究木质原材料的学科，它的范围包括木材结构、性质、缺陷和性能改良理论等。

木材学是探索木材及木质资源材料的本质问题，是学习与掌握木材科学与工程专业知识的重要基础，同时是实现木材科学与工程专业培养目标的必备前提。

木材学课程的教学目的和任务是：使学生掌握木材宏微观解剖构造特征和检索表应用基础上，初步掌握木材识别的基本方法以及木材的基本特性；熟练掌握木材的化学、物理和力学性质，掌握科学、合理的利用木材资源的手段与方法；初步掌握木材材料的各种测试方法和相关的国家（国际）标准，为木材的合理利用提供依据。

同时，培养学生综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力，培养学生理论和实践相结合的能力，培养学生的创新精神和创新能力。

二、教学方法及要求本课程重点采用课堂多媒体讲授的教学方法，讲授时间为40学时，包括木材的宏观、微观和超微观构造，木材的各种性质及加工应用机理。

要求学生课前能预习、课后能复习，同时课堂讲授中，教师与学生之间有良好的互动。

在课堂理论讲授的基础上，结合16学时的实验教学环节，培养学生掌握木材构造和性能测定方面的基本技能和方法，要求撰写实验报告，培养学生分析问题、解决问题的能力。

通过本课程的教学，要求学生掌握木材的结构特征及识别木材的技能，掌握木材的化学，物理和力学性质和木材的各种性质和加工利用的关系，并树立可持续发展的观点，明确木材作为可再生资源在保护环境、改善生态、提高人类生活质量方面的巨大功能和作用，深刻领会加大木材的研究和开发利用力度的重要意义，为学好后续专业课程奠定必要的理论基础。

同时要求学生掌握木材检索表的使用方法，初步掌握木材材料的各种测试方法和相关的国家（国际）标准，具备识别和鉴定商品原木树种的初步能力。

三、教学内容、单元教学目标与任务1、理论教学绪论：介绍木材学的研究范畴、木材的优缺点以及本门课程的学习方法等。

第一章树木的生长与木材形成（1）本章教学目的和要求本章简要介绍木材的命名，着重介绍了树木的生长、木材的形成及树干的构造，并对幼龄材的形成机理、幼龄材的性质与识别进行了论述。

要求学生了解木材的命名法，掌握树木的生长、木材的形成及树干的构造，并对幼龄材的形成机理、幼龄材的性质有所了解。

（2）本章教学内容：1.1 植物分类和木材名称1.2 树木的生长与木材的形成1.3 树干的构造1.4 幼龄材（3）本章教学要点熟悉植物的命名法、理解规范化的木材名称；树木生长过程及树木组成，木材的形成机理；形成层的概念；幼龄材的形成机理，概念，性质，识别及利用等。

第二章木材的宏观构造（1）本章教学目的和要求本章主要介绍木材的主要宏观构造、次要宏观构造及木材宏观构造的识别，并简要的介绍了树皮的宏观特征。

同时，介绍了木材的检索方法及对分检索表的使用方法。

要求学生掌握本章的基本概念，掌握常见树种的木材宏观识别的方法，木材检索表等。

（2）本章教学内容2.1 木材的三切面2.2 木材的主要宏观特征2.3 木材的次要宏观特征2.4 树皮的宏观特征2.5 木材宏观识别（3）本章教学要点认识木材的三个切面，在木材的主要宏观特征中，理解边材和心材的定义、心材的形成过程、边材树种、心材树种和熟材树种、生长轮、年轮、早材和晚材、管孔、管孔的组合、排列及分布，散孔材、半散孔材(半环孔材)，环孔材、轴向薄壁组织及其排列、木射线、胞间道、侵填体和髓斑等概念；在木材的次要宏观特征中，颜色和光泽、气味和滋味、纹理、结构和花纹、重量和硬度、髓斑和色斑；树皮的宏观特征；掌握常见树种的木材宏观识别的方法、木材宏观特征观察、木材检索表等。

第三章木材细胞（1）本章教学目的和要求简单介绍木材细胞的生成，详细讲解木材细胞壁的结构（超微结构与分层结构）、木材细胞壁上的纹孔、螺纹加厚等特征。

要求学生了解木材细胞的生成过程，掌握木材细胞壁的结构及纹孔等特征。

（2）本章教学内容3.1 木材细胞的生成3.2 木材细胞壁结构3.3 细胞壁上的结构特征（3）本章教学要点了解形成层原始细胞的分裂、木材细胞的形成和胞壁增厚过程，木材细胞壁的超微构造，木材细胞壁的壁层结构，细胞壁各层的微纤丝排列。

细胞壁上的主要特征有：纹孔、眉条、螺纹加厚、锯齿状加厚、瘤层等。

第四章木材显微构造（1）本章教学目的和要求重点介绍针叶树材与阔叶树的显微构造，并比较针、阔叶材组织构造的差异。

同时简要讲解木材组织与构造的变异情况。

要求学生掌握针叶树材与阔叶树的显微构造，并比较针、阔叶材组织构造的差异。

（2）本章教学内容4.1 针叶树材的显微构造4.2 阔叶树材的显微构造4.3 组织、构造的变异（3）本章教学要点介绍针叶树材的解剖分子主要有轴向管胞、木射线、轴向薄壁组织和树脂道；阔叶树材的组成分子有导管、木纤维、轴向薄壁组织、木射线和阔叶树材管胞、树胶道等；针叶树材和阔叶树材组织构造的比较。

第五章木材的化学性质（1）本章教学目的和要求介绍木材的化学组成；重点介绍木材三大成分纤维素、半纤维素和木质素的结构、物理性质、化学性质及其对加工利用的影响；简要介绍木材中的抽提物。

（2）本章教学内容5.1 木材的化学组成5.2 纤维素5.3 半纤维素5.4 木质素5.5 木材抽提物（3）本章教学要点木材的化学组成：木材的主要化学成分、木材的少量化学成分、树木的化学组成；木质素的概念、分离、结构、物理性质、化学性质；纤维素的化学与物理结构、物理性质、化学性质；半纤维素的概念和结构、半纤维素的性质及其对加工利用的影响；木材中的抽提物、木材抽提物对材性、加工及其利用的影响等。

第六章木材的物理性质（1）本章教学目的和要求主要介绍木材密度、木材的含水状态、木材中水分的吸湿与解吸、木材的干缩湿胀、木材的电学性质、热学性质、声学性质和光学性质。

要求学生理解并掌握木材的主要物理性质。

（2）本章教学内容6.1 木材密度6.2 木材和水分6.3 木材的电学性质6.4 木材的热学性质6.5 木材的声学性质6.6 木材的光学性质（3）本章教学要点木材密度的种类、细胞壁密度、实质密度和空隙度、木材密度的影响因素；木材中水分的存在状态、纤维饱和点、平衡含水率、吸湿滞后、木材中水分的移动、木材干缩湿胀；木材的导电性、木材的介电性；木材的比热、导热系数、导温系数和热对木材组分的影响；木材的振动特性、传声特性、木材声学性能品质评价；木材的光学性质。

第七章木材的环境学特性（1）本章教学目的和要求本章主要介绍木材的环境学特性：木质环境学的发展和研究内容、木材的视觉特性、木材的触觉特性、木材的湿度调节、木材空间声学性质、木材的生物体调节特性。

要求学生理解木材环境学特性的内涵及如何应用。

（2）本章教学内容7.1 木材环境学的概念及内涵7.2 木材的视觉特性7.3木材的触觉特性7.4木材的室内环境湿度调节特性7.5 木材空间声学性质7.6 木材的生物体调节特性（3）本章教学要点介绍木材与人类和环境有关的应用特性——视觉特性、触觉特性、调湿特性、空间声学性质以及对生物体的调节特性。

第八章木材的力学性质（1）本章教学目的和要求主要介绍木材力学性质的基本概念、木材的应力—应变关系；木材的正交异向弹性、木材的黏弹性、木材的塑性；木材的强度与破坏、单轴应力下木材的变形与破坏特点；基本的木材力学性能指标；影响木材力学性质的主要因素等。

要求学生理解并掌握木材力学性质的基本概念、木材的应力—应变关系；基本的木材力学性能指标；影响木材力学性质的主要因素等。

（2）本章教学内容8.1 应力与应变8.2 木材的弹性8.3 木材的粘弹性8.4木材力学性质的特点8.5木材的强度、韧性与破坏8.6 木材主要力学性能指标8.7 影响木材力学性质的主要因素8.8 木材的容许应力（3）本章教学要点应力与应变的概念、应力与应变的关系；弹性与弹性常数；木材的黏弹性、木材的蠕变、松弛、塑性；影响木材力学性质的主要因素。

第九章木材缺陷（1）本章教学目的和要求介绍木材的缺陷的形成与分类，并重点讲述了木材的生长缺陷、构造缺陷、加工缺陷等主要缺陷，同时，简要介绍原木缺陷与锯材缺陷的检测方法及木材的自动检测技术。

要求学生理解并掌握生长缺陷、构造缺陷、加工缺陷等；了解木材的自动检测技术。

（2）本章教学内容9.1 木材缺陷概述9.2 木材的主要缺陷9.3 木材缺陷检测方法（3）本章教学要点木材缺陷的定义、木材缺陷的形成及分类；生长缺陷、生物危害缺陷、加工缺陷、木材缺陷自动检测。

2、实验教学2.1 本课程实验的基本目的和要求目的：初步掌握识别和鉴定商品木材树种的基本方法，初步掌握木材材性的各种测试方法和相关的国家（国际）标准。

要求：熟练使用显微镜，洞悉各种材性指标的测试方法及国家标准。

2.2 本课程实验中应注意的事项（1）实验前应认真阅读实验指导及课堂笔记，做到心中有数。

（2）观察标本仔细认真，记载数据要准确，绘图要清晰明了。

（3）实验结束，必须提交实验报告，经实验老师同意方可离开。

2.3 本课程实验内容：实验1、2——木材的宏观构造实验1、2：识别木材的三切面，生长轮、年轮、早材和晚材、边材和心材、散孔材、环孔材、木射线、胞间道等在三切面上的形态；了解针叶树材与阔叶树材宏观构造的差异；观察管孔的排列、了解薄壁组织的类型，识别侵填体和髓斑。

实验3——木材检索表的应用及部分进口名贵木材宏观识别：了解木材检索表的编制方法，并利用实验指导书中的检索表鉴别出实验室里所给出木材标本的名称；根据宏观特征识别部分进口名贵木材（常见红木类，如紫檀木、花梨木、香枝木、乌木等）。

实验4、5——显微镜使用及木材显微构造观察：了解光学显微镜的使用方法，并用显微镜观察针叶树材显微构造（观察针叶树材管胞、木射线管胞、木射线薄壁细胞和树脂道等在三切面上的形态；观察针叶树材管胞壁特征、螺纹加厚与纵向薄壁组织的细胞形态）、阔叶树材显微构造（观察阔叶树材的各种分子的形态，并绘图表示）特征。

实验6——木材解剖特征的定量化分析测试：本实验为综合性实验，通过学习木材的解剖特征，以及东北常见木材的宏观构造特征，物理性质等，采用本学科在国内同学科唯一开设的比较先进的木材解剖特征计算机视觉分析系统，测试木材解剖特征——木材细胞的直径（内与外）、壁厚、壁腔比、胞壁率等。

实验采用4～5人一组，每组测试两个树种（针叶、阔叶树材），让学生从木材解剖特征方面来区分识别树种及针叶、阔叶材，使学生把木材的宏观构造特征、物理特征结合起来，进一步认识和掌握木材的性质，从而也锻炼了学生把现代计算机软件应用到木材解剖特征的测试当中，实现了准确、快速、高效的测试方法。