郭明輝 于瑞冬
(東北林業大學生物質材料科學與技術教育部重點實驗室,黑龍江哈爾濱 150040)
自古以來木材就是人類使用廣泛的材料。木材學[1]以高分子復合體的生物材料為研究對象,是高等林業院校本科專業木材科學與工程(以下簡稱木工)的專業基礎課。它是學習木材干燥、木材加工、木材保護與改性等后續課程的基礎,也是木工專業考研的一門必考專業基礎課。因此,學好木材學對高等林業院校木工專業本科生來說,不僅非常重要,而且對日后的發展會有很大的幫助。
隨著時代的發展和科學的進步,木材學的概念正在不斷更新。學者們的研究范圍也逐漸擴大,原料也逐漸從純木材或來源于木材的范圍,擴展到所有能夠提供木質部成分或植物纖維的天然物質,并將它們統稱為木質資源材料。木材學從木材的生長、木材的化學組成、木材的宏觀和微觀構造、木材的物理及力學性質、木材的化學性質以及木材的缺陷幾個方面系統的介紹了木材這種天然的高分子材料。另外,為維持我國林業的可持續發展,書中還詳細介紹了竹類、藤灌類以及作物秸稈類等非木材的木質資源材料,希望能充分利用更新速度更快的作物和農業三剩物從而填補木材市場的空缺。在課堂教學之外,學校還設置有木材學實驗課程,包括木材命名與分類、木材顯微構造、木材識別、木材力學性能測試等實驗。
今天我們國家的林業形勢,需要一批素質較高的專業人才。我國的森林資源相對世界來說較匱乏,自改革開放以來,大量森林被過度砍伐,天然木材資源流失。隨后國家實施了天然林保護工程[2],明確禁止采伐天然林,努力恢復我國森林資源。因此目前我國可用木材資源一部分靠進口,另一部分為人工速生林,木材性能相對較差,而且木材加工利用率低。大多數木材加工企業經濟發展模式粗放,經濟效益低,加工污染大。要改變現狀,促進林業發展,就必須注重林業人才的培養,必須從專業基礎抓起。木材學作為研究木材資源的基礎學科,必須加大學習力度。
其次對于木工專業,作為專業基礎課的木材學對學習其他課程有著很重要的啟發作用。它不僅引導學生的入門,在課程專業領域的講解也有一定的深度,培養了學生獨立分析能力、自學能力和創新能力[3]。木材學是否掌握的踏實,是評價學生專業知識水平的要素之一。
木材學研究木材的構造、性質、機械加工性能,這對于板材加工企業來講,是生產的前提條件,因此木材學是人造板生產的理論基礎。木材科學的研究將有助于提高人造板的質量和生產效率。文獻[4]中提到從某種意義上講,《木材學》是指導人造板生產、研究的血液,在整個人造板生產中起到骨架作用。
在木材學課程中,涉及大量的木材宏觀特征識別和木材細胞微觀構造的學習,書中新概念和專業術語較多,內容豐富,層次鮮明。因此既是內行人可以查看的資料書,也是外行人了解木材的必看教材。
進入21世紀,我國面臨著一個嚴峻的問題,經歷了改革開放的中國并沒有實現技術的獨立,創新型人才嚴重匱乏。所以國家規劃了一系列優秀的工程師、優秀的農業和林業人才、優秀的法律人才等的教育培養計劃。2010年國家啟動“卓越工程師教育培養計劃”,東北林業大學木工專業加入到其中,這意味著我國林產加工業的高速發展以及國家對高等林業院校的重視程度有所加大,也體現了在新時期國家對農林科學的重視。國家對林業的逐漸重視以及高校的課程改革也促進了木材學的快速發展。木材學的內容也得到擴充,不僅全面研究木材,也逐漸開始研究其他生物質材料,如竹材、藤灌木類、農作物秸稈等。
高校把特色教學視為教育改革重點。教育部《關于全面提高高等教育質量的若干意見》明確指出,高校應強化自身的特色,合理定位、各展所長。這使得作為林業院校特色學科的“木材學”課程得到了更好的發展平臺,有了更多的機遇與挑戰[5],如東北林業大學廣泛利用東北地區樹種開展教學研究,而南京林業大學則結合自身地域廣泛研究竹材。
為積極響應教育部號召,將大學生學習與生產實際相結合,成立了如東北林業大學——吉林森工集團工程實踐教育中心等一批重點建設的實習基地。這些基地的建立促進了把學校研究的理論與企業的生產實際結合起來,增強了學生的實踐能力,為培養綜合型人才打下堅實的基礎。
明確的學習目標是學習成果的影響因素之一。有限的時間內只有目標明確才能更好的學習有用的知識。高等林業院校木工專業著重培養學生掌握木材性能和木材加工、利用及木質復合材料的性能、結構、生產工藝,這些人才能從事科學研究、工藝技術、產品研發、經營管理等方面的工作。一名合格的大學生應具有較強的信息查詢能力,具有一定的分析、解決實際問題能力。因此,在學習木材學時不僅要注重基本理論的學習,更要搜集與專業相關的最新信息,獲得與生產實際相符合的能力。
明確了目標就要為之而奮斗,任何一門課程的學習都離不開對基本概念的深刻理解。木材學基本概念豐富,理論很多[1],如三切面,微纖絲傾角,細胞壁次生壁S2層,木材的尺寸穩定性等。這些概念我們必須熟記并反復理解,能夠掌握要領。這樣,在分析木材物理及化學性質的問題以及解決木材實際加工中遇到的問題時才能找出解決方法,做到舉一反三。
實踐是檢驗真理的唯一標準。木材學是人類認識自然的成果,是和自然友好相處的結晶。木材的物理和化學性質,是科學工作者經過大量科學實驗和人們長期生產實踐得出的。所以,學習木材學一定要注意理論聯系實際,在生活和生產實踐中仔細觀察,勤于思考,多做實驗,將定性了解上升為定量研究,并將理論應用到實踐中去加以檢驗。
基本概念、規律較多是木材學的特點。我們在學習中首先要熟記各個概念,然后要注意各個概念之間的關系,比較它們的含義,明確什么問題適用什么概念,真正理解其中的要點,并熟練掌握運用規律解決實際問題[6]。
如:針葉樹種和闊葉樹種,它們體現在外觀的最大不同點就是樹葉的形狀,而它們都是由植物細胞組成,但是內部微觀結構又不同,闊葉樹種細胞分工更明確有導管而針葉樹種則沒有;再如木材的紋理和花紋,木材的紋理是指木材的微觀構造影響到木材外觀的特征,而木材的花紋則指宏觀上體現的木材外觀,但木材的外觀特征由兩者共同組成。
通過比較,可以提高學習新知識的效率,從本質上理解和掌握概念、規律。
中華民族實現偉大復興必須堅定不移的走科技創新道路。創新可以使一個歷史內涵豐富的民族持續煥發出新的活力,提高民族凝聚力與創造力。大學本科生應積極動腦,留意細節,努力發現身邊的創新點。木材學不僅研究高大喬木,也研究竹類、藤灌類以及農作物秸稈等,所以學生的思維也應該更廣闊,不能僅局限于老師課上所講的知識。近幾年很多木材學者都在研究新型的木質資源材料,也有一些已經規模性投入使用,如竹地板。在我們身邊,大到木質建筑,小到木質工藝品,這些都能激發我們的想象力和創造力。
新時代有新的學習途徑,各大高等林業院校都已經建設了關于木材學課程的網絡平臺,本科生應充分利用網絡資源,登陸網上圖書館及友好院校網站,利用各位名師的優勢,利用課余時間上網多看、多學,總結問題找老師解答[7]。充分利用精品課程展示平臺,觀看各位教授的精彩教學視頻,自主學習,培養良好的自學習慣。
[1]劉一星,趙廣杰.木質資源材料學[M].北京:中國林業出版社,2004.
[2]杜長江.以天保工程為中心,促進林業可持續發展[J].中國林業,2007(9):41.
[3]郭明輝,王 勇,王 瑩.“木材學”教學改革中的新思考[J].繼續教育研究,2007(3):23-24.
[4]左 復,王 志.談“木材學”在人造板生產中的地位和作用[J].科技資訊,2007(6):55-56.
[5]韋文榜,李麗娜.木材學課程改革探索與實踐[J].科教導刊,2013(2):21-22.
[6]郭明輝,袁 媛.系統論視角下“木材學”實驗教學體系研究與實踐[J].森林工程,2013(5):37.
[7]徐 斌,鄭宏兵,王傳貴.研究生擴招形勢下“木材學”教學模式改革初探[J].黑龍江教育,2011(2):59-60.