课程概述

《木材学》是一门融合多学科知识的应用基础科学，是木材科学与工程专业核心的专业基础课程。本课程内容覆盖木材形成与构造特点、化学性质、物理性质、力学性质、天然缺陷、加工利用等方面，通过生动形象的专业基础知识学习，大家一起认识和了解木材资源及其细胞的形成、木材宏微观结构，同时掌握木材理化性质和力学性质、木材缺陷与品质等，以及结合珍贵木材树种收藏与识别、国内外传统木工艺、木材之美、年轮与气候关系等专题知识。


希望通过本课程能使学员们，尤其是木材科学与工程专业、木结构建筑专业、环境艺术专业、家具设计与制造专业、森林工程类等理工科学生、从业人员，在轻松愉快的学习中，收获一份充实而又奇妙的木材学基础知识！


《木材学》专业基础课线上教学基本构架

主要教学模块

教学情景设计

体验教学目标

《木材学》课程引导

不同维度：居家、社区、城市内等不同三维空间层次和文化遗产、现代社会与未来发展的时间轴。

通过时空上的探索与认知学习，了解我国和世界森林资源分布、木材使用与木文化内涵。

木材解剖学特性

使用放大镜和肉眼，观察室内木制品（笔筒、桌椅、筷子、牙签、乐器、厨具等）、室外行道树或灌木丛木断面。

通过对不同木材、木制品的了解，掌握木材识别方法与常见木材树种。

木材化学性质

通过口尝鼻嗅来体验木材内含物的气味和滋味，使用家中的水、白醋液、消毒液（双氧水、次氯酸等）处理木屑观察其变化。

通过家中可以实现的微实验内容，了解木材化学组分的性质，了解木材冷水抽提物、热水抽提物、荧光物质的特性。

木材物理学性质

通过听不同木制品敲击声理解木材的声学性能，光照或加热木材了解木材热学性能，将木材放入水中测木材密度等。

通过感知不同木材密度、木材与水分的关系，建立个人对木材加工利用过程中选材、木材干燥处理等的理性认识。

木材力学性质

弯曲或拉伸木质牙签或小型量多的木制用具，感受木材受拉与受压时的力学表现、观察木材破坏面。

建立对木材抗拉、抗压、抗弯不同力学性质的感性理解，结合断裂面木材细胞特点，从宏观到微观理解木材力学性质的影响因素。

 


预备知识

• 对大自然有好奇心

• 生物学、化学、力学基础知识

• 放大镜使用、显微镜操作基本知识


授课大纲

1 绪论

1.1 课程介绍与森林资源概况-1

1.2 【基础点】森林资源概况2 （亚热带湿润林）

1.3 【基础点】森林资源概况3 （热带雨林和热带季雨林）

1.4 （名家讲坛）真假紫檀木的识别与判定

1.5 （直播反馈）植物分类

1.6（名家讲坛）木材解剖-Pieter Baas

绪论

2 木材特性——木材内幕

2.4 （名家讲坛）木材解剖的未来发展

2.1 （名家讲坛）中国传统木工艺

2.2 【拓展知识点】木材特性-1

2.3 【拓展知识点】木材特性-2

针叶材显微构造特征

3 树木的生长与木材的形成

3.1 【基础点】植物分类与木材名称（含直播反馈）

3.2 【基础点】树木生长与木材形成

3.3 （名家讲坛）中华木作之木与器

4 木材宏观构造特征-1

4.1 【基础点】木材的三切面

4.2 【基础点】边材和心材

4.3 【基础点】树木年轮的故事-生长轮、年轮、早材和晚材

4 木材宏观构造特征-2

4.4 【基础点】管孔（含直播反馈）

4.5 【基础点】木射线与胞间道

4.6 【基础点】轴向薄壁组织（含直播反馈）

5 木材构造特征与应用

5.4 （名家讲坛）国际木材解剖学家协会 IAWA

5.1 （名家讲坛）木材第三方检测

5.2 （名家讲坛）非遗传承人谈木性

5.3 【基础点】次要宏观构造特征

6 木材细胞

6.1 【基础点】木材细胞

6.2 【基础点】细胞壁力学

6.3 （名家讲坛）木材与木文化

6.4 （直播反馈）细胞壁化学

6.5 （直播反馈）细胞壁超微构造

6.6 （直播反馈）细胞壁上的结构特征

6.7 （问题反馈）测验答疑

7 木材显微构造

7.1 【基础点】轴向管胞

7.2 （直播反馈）针叶材木射线、轴向薄壁组织、树脂道

7.3 【基础点】导管

7.4 （直播反馈）阔叶材木纤维、轴向薄壁组织

7.5 （直播反馈）阔叶材木射线、胞间道、阔叶材管胞

7.6 （直播反馈）针阔叶构造特征比较

8 木材化学性质

8.1 【基础点】纤维素

8.2 【基础点】木质素

8.3 【基础点】半纤维素

8.4 （问题反馈）木材化学-内含物-酸碱性等

8.5 （问题反馈）木材酸碱性

9 木材物理力学性质

9.1 （直播反馈）木材中的水分、木材密度

9.2 （直播反馈）木材的干缩与湿胀

9.3 【基础点】木材主要力学性质

9.4 【基础点】木材的黏弹性

9.5 （直播反馈）木材缺陷

参考资料

  • 主要教材：木材学/ 刘一星，赵广杰.--北京：中国林业出版社/ISBN: 978-7-5038-6829-0

  • 主要教材：木质资源材料学/刘一星，赵广杰.--北京：中国林业出版社/ISBN: 7-5038-3303-3

  • 参考教材：木材学/尹思慈主编.--北京：中国林业出版社/ISBN: 7-5038-1607-4

  • 参考教材：木材显微技术/邱坚.--北京：中国质检出版社/ISBN: 978-7-5026-4258-7

课外读物：

  • 中国主要木材构造--扫描电子显微镜/ 腰希申.--北京：中国林业出版社/ISBN: 7-5038-0218-9

  • 实用木材利用/黄见远主编.--上海：上海科学技术出版社/ISBN: 978-7-5478-0973-0

延伸读物：

  • IAWA Committee. 1989. IAWA list of microscopic features for hardwood identification. IAWA Journal, 10:219-332.

  • IAWA Committee. 2004. IAWA list of microscopic features for softwood identification. IAWA Journal, 25(1):1-70.

  • 松树形态结构与发育/中国科学院植物研究所 形态细胞研究室比较形态组编著.--北京：科学出版社/ISBN: 13031-778

  • 树皮化学与利用/郑志方.--北京：中国林业出版社/ISBN: 7-5038-0255-3

  • 木材生物降解与保护/马金霞，蒋明亮等编著.--北京：中国林业出版社/ISBN: 978-7-5038-5499-6

  • 木材腐朽与维护/郭梦麟，蓝浩繁，邱坚编著.--北京：中国计量出版社/ISBN：978-7-5026-3282-3

  • 木材波谱学/李坚等著.--北京：科学出版社/ISBN：7-03-011024-2

  • 功能性木材/李坚，吴玉章，马岩等编著.--北京：科学出版社/ISBN:978-7-03-031306-5

  • 中国传统建筑木作工具/李浈著.--上海：同济大学出版社/ISBN:7-5608-2540-0


1). Recommended textbooks


①. Rubin Shmulsky, P. David Jones. Forest Products and Wood Science: An Introduction, Sixth Edition. Published 2011 by John Wiley & Sons, Inc.


②. Fritz H. Schweingruber, Annett Börner. The Plant Stem: A Microscopic Aspect, 1st ed. Published 2018 by Springer.


③. Fritz Hans Schweingruber, A. Börner, E -D Schulze. Atlas of woody plant stems: evolution, structure, and environmental modifications. Published 2006 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg.


④. Eero Sjostrom. Wood Chemistry, Fundamentals and Applications, 2nd Edition. Elsevier Science & Technology Books, 1993


⑤.Callum A.S. Hill, Wood modification chemical, thermal and other processes, John Wiley & Sons, Ltd, 2005


2). Supplementary resources


①. Roger M. Rowell: Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites, CRC Press LLC, 2005


②. Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn. Esau's Plant Anatomy: Meristems, Cells, and Tissues of the Plant Body: Their Structure, Function, and Development, 3rd Edition. Published 2006 by Wiley-Liss. ISBN-13: 978-0471738435.


③. Zoë Popper (Editor). The Plant Cell Wall: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology (715)).Published 2011 by Humana; ISBN-10: 9781617790072.


④. Jorg Fromm (Editor). Cellular Aspects of Wood Formation. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013.


常见问题

同学：《木材学》怎么感觉这么阳春白雪、不接地气啊，学完之后有啥用啊？

老师：呃，举个最接地气的例子。学完这课能让你知道啥是红木，如何识别红木，咋买红木。


同学：这课有啥亮点啊？

老师：你知道美丽的木材纹理如何形成？树怎么长高、细胞壁如何增厚么？木材心材是什么？沉香、红木为什么值钱？实木地板为什么干缩湿胀？知道国内木制品质检机构、材种检测第三方机构、木材科学与工程高校院所都有哪些么？学了这课，你全知道了。