第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构.docx

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第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

第一节植物界的基本类群

授课学时：

2学时授课类别：

理论课

●教学目的及要求

让学生了解制浆造纸专业要学习的课程；了解制浆造纸的过程、制浆造纸业在我国经济中的地位以及世界制浆造纸业的发展状况；了解植物的分类，植物的拉丁学名、组成及含义。

要求学生掌握的内容有：

现代植物的基本类群及其与制浆造纸的关系；造纸植物纤维原料的分类及其代表性植物。

●教学内容提要

一、绪论部分

1、造纸史话

2、现代造纸

3、造纸的发展趋势

4、我国的造纸原料方针

二、造纸纤维原料种类

1、植物纤维原料

2、非植物纤维原料

三、植物纤维原料的分类

1、木材纤维原料

2、非木材纤维原料

3、半木材纤维原料

●教学重点、难点及处理办法

教学重点、难点：

1、制浆造纸在国民经济中的地位

2、制浆造纸的过程

3、造纸纤维原料种类

4、植物纤维原料的分类

处理办法：

对于本次课涉及到的重点和难点均采用多媒体辅助教学和举例子的方法，使学生掌握这两个知识要点。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

本次课，重在让学生掌握制浆造纸用的植物纤维原料、制浆造纸的过程，了解植物纤维化学这门课程与制浆造纸的关系，所以在讲这节课时，要先讲制浆造纸的发展历程，现代造纸的过程，国内外发展概况，制浆造纸业在国民经济发展中的地位、意义，纸的功能；再讲植物纤维化学这门课与制浆造纸的关系，让同学们知道这门课的重要性；最后讲第一章第一节的内容造纸用纤维原料以及造纸用植物纤维原料的种类等等。

本门课程采用多媒体教学，在举例子或讲授制浆造纸过程等知识的时候，多给学生展示相关的图片，可以加深学生对知识的理解。

2、讨论、练习、作业的布置与安排

讨论：

问题1：

你们知道纸用什么造出来的吗？

问题2：

你们知道纸是怎么样造出来的吗？

问题3：

你知道我们平时生活中用到的纸有哪些种类吗？

3、教学手段

采用多媒体教学。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

第二节植物纤维原料的化学成分

授课学时：

2学时授课类别：

理论

●教学目的及要求

本次教学的目的是让学生掌握制浆造纸用纤维原料的化学成分，其中包括主要成分、次要成分以及与制浆造纸的关系。

本次课的要求是：

牢固掌握植物纤维原料的主要成分，掌握纤维素、半纤维素、木素的定义、特点以及与制浆造纸的关系；掌握综纤维素、α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素、工业半纤维素的概念。

●教学内容提要

1、制浆造纸纤维原料的主要成分、少量成分。

2、碳水化合物：

纤维素和半纤维素定义与制浆造纸的关系。

3、木素的定义。

4、综纤维素的概念、制备方法以及其他制备纤维素的方法。

5、少量成分的种类，抽出物及抽提剂、抽出物的含量，有机溶剂抽出物与纸浆生产、木材加工的关系。

6、灰分的含量，灰分与制浆造纸的关系。

●教学重点、难点及处理办法

教学重点、难点：

1、植物纤维原料的主要成分：

纤维素、半纤维素、木素的定义、性质、在原料中的含量以及与制浆造纸的关系。

2、少量组分对制浆造纸的关系。

处理办法：

采用举例子、幻灯片展示的方式让学生加深理解。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

首先回顾前一节的内容，从而引出造纸植物纤维原料的化学成分，然后主要成分的种类，包括碳水化合物、木素以及与纤维素有关的概念，然后简要介绍少量成分及其对制浆造纸生产的影响。

2、讨论、练习、作业的布置与安排

讨论：

生活中常见的表面活性剂应用实例。

3、教学手段

多媒体教学使教学更直观，更易理解。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构

第二节植物纤维原料的化学成分

授课学时：

2学时授课类别：

理论

●教学目的及要求

了解植物纤维原料中的少量成分，少量组分在原料中的作用，少量组分的性质及其对制浆造纸的影响；掌握少量组分对制浆造纸的影响；常用造纸原料的特点、对制浆造纸的影响。

●教学内容提要

1、抽出物的组成及在纤维原料中存在的部位。

2、有机溶剂抽出物对纸浆生产的关系。

3、抽出物对木材利用的有利及不利影响。

4、灰分的组成及在原料中的含量。

5、灰分对纸浆造纸生产的影响。

6、常用造纸植物纤维原料比较。

●教学重点、难点及处理办法

教学重点、难点：

1、抽出物的组分及存在部位。

2、灰分对造纸的影响。

3、SiO2的存在对制浆造纸的影响。

4、常用原料的比较。

处理办法：

采用多媒体举例子的方式让学生加深理解。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

讲授这节课的内容时，先提问学生上一节课学习的内容，通过对植物纤维原料中主要组分和少量组分的对比，引出本次课要讲的内容。

组织顺序如下：

（1）提问

（2）接着上次课讲的内容继续讲少量组分的种类，性质，分离剂、分离方法等。

（3）有机溶剂抽出物与纸浆生产、木材加工的关系；

（4）灰分在原料中的含量，对制浆造纸生产的影响；

（5）果胶质的性质，果胶质对植物纤维原料的影响；

（6）常用造纸植物纤维原料的比较；

（7）总结本节的全部内容。

2、教学手段

多媒体教学，兼有提问、举例子等方式。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

本次课先回顾上次课学的知识，之后，引出少量组分相关的知识，进而介绍少量组分的种类、特点以及分离用的抽提剂等，然后介绍了灰分的存在以及对制浆造纸的影响。

最后，介绍常用植物纤维原料的比较。

通过这次课，使学生对植物纤维原料的组分有了全面的了解和把握。

上课的过程中，学生认真听讲，而且，回答问题很积极，学习的主动性较强，对新知识有很强的渴求欲望。

这要求老师不但要把一些基本的知识讲解透彻，同时，还要广泛查阅资料，把当今的新知识、新技术传授给学生，扩大学生的知识面。

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第三节木材纤维原料的生物结构及细胞形态

授课学时：

2学时授课类别：

理论

●教学目的及要求

这节课的主要内容是木材纤维原料的生物结构，要求学生了解木材的解剖术语，包括横切面、弦切面、径切面、树心、树皮、形成层、木质部、年轮等；掌握春材、秋材的定义，春才秋材的特点及比较春材、秋材与制浆造纸的关系；掌握边材和心材的区别及与制浆造纸的关系；掌握环孔材、半孔材、散孔材的定义、区别等；针叶材的生物结构细胞类型含量及形态等。

●教学内容提要

1、木材解剖的三个切面

2、树心

3、树皮

4、形成层

5、木质部

6、年轮、生长轮

7、春材、秋材

8、边材、心材

9、环孔材、散孔材、半孔材

10、针叶材的生物结构及细胞类型

●教学重点、难点及处理办法

教学重点、难点：

木材解剖的三个切面；春材、秋材；边材、心材；针叶材的生物结构、细胞类型。

处理办法：

采用幻灯片展示各种图片加深学生的理解。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

开始讲这节课内容前，先联系我们生活中常见的木材原料，通过提问学生对相关知识的了解，逐步进入到要讲的主要内容。

通过提问学生的方式来推进这节课内容的学习，可以引起学生学习、思考的兴趣。

然后依次讲下列内容：

1、木材解剖的三个切面

2、树心

3、树皮

4、形成层

5、木质部

6、年轮、生长轮

7、春材、秋材

8、边材、心材

9、环孔材、散孔材、半孔材

10、针叶材的生物结构及细胞类型

2、教学手段

（1）通过提问、讨论、举例等手段促进学生对新知识的理解；

（2）通过搜集大量的图片，把本节涉及的内容形象的展示给学生。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

通过联系实际来讲课，特别是学生们都比较熟悉的事物，讲课效果较好，同学们回答问题也很积极；另外，由于用幻灯片展示了大量的图片，学生们对此有很高的积极性。

所以，在以后的授课中，尽力多以知识点和图片结合的形式来讲重点和难点之处。

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第三节木材纤维原料的生物结构及细胞形态

授课学时：

2学时授课类别：

理论

●教学目的及要求

讲这部分内容的目的：

针叶材、阔叶材是制浆造纸用最重要的植物纤维原料，牢固掌握这部分内容对于制浆造纸专业的学生来说至关重要。

教学要求：

要求学生牢固掌握针叶材、阔叶材的生物结构；牢固掌握两种木材原料的纤维细胞、薄壁细胞的类型、特点；掌握针叶材中树脂道结构；针叶材和阔叶材生物结构的区别。

●教学内容提要

1针叶材的结构、细胞类型、含量及形态：

包括管胞、木薄壁组织、树脂道；

2阔叶才的结构、细胞类型、含量及形态：

木纤维、管胞、导管、薄壁细胞；

3针叶材与阔叶材的生物结构的区别；

4针叶材管胞：

管胞的形状，排列状况，在针叶材中的作用；

5木薄壁组织：

特点、形状、排列状况及作用；

6树脂道：

树脂道的特征，形成时间，及在针叶材中的分布；

7木纤维、管胞：

木纤维的作用、特点；

8导管：

导管的概念、类型、分布、作用；

9薄壁细胞及木射线薄壁细胞：

特征、分布。

●教学重点、难点

教学重点、难点：

1、针叶材的管胞、阔叶材的木纤维的特点；

2、针叶材的树脂道的特点；

3、阔叶材导管的特点、类型及作用；

4、阔叶木和针叶木中杂细胞的类型、特点以及对造纸的危害；

5、针叶材和阔叶材结构的比较。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

针叶材、阔叶材是制浆造纸用主要原料，因此掌握针叶材和阔叶材的结构、细胞类型、含量及形态以及他们的区别是十分重要的。

在讲授这部分内容时，先分别讲针叶材和阔叶材的结构、细胞类型、含量及形态，然后把它们的结构进行比较。

2、教学手段

（1）通过搜集大量针叶材和阔叶材结构的图片，加深学生对新知识的理解；

（2）讲完针叶材和阔叶材的结构后，让学生自己对比针叶材和阔叶材的结构特点。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

这次课给学生展示了大量的针叶材和阔叶材结构的图片，学生们对此非常感兴趣，在课后的提问中发现，结合图片讲课学生理解透彻。

第四节非木材纤维原料的生物结构及细胞形态

授课学时：

2学时授课类别：

理论

●教学目的及要求

非木材纤维原料造纸在我国占有重要的地位，我国的纸浆中绝大部分是用非木材原料，特别是禾本科原料生产的，因此我国是一个草浆造纸大国。

禾本科原料的生物结构、纤维形态、化学组成等方面都具有与木材显著不同的特点，了解这些特点是发展我国制浆造纸工业所必备的。

这部分要求学生重点掌握禾本科原料的构造、细胞组成、形态，禾杆的切面构造基本组织等；要了解半木材纤维原料中棉杆的构造、特点；了解韧皮纤维原料的种类、各自的特点。

●教学内容提要

1、禾杆的构造；

2、禾杆的细胞组成、形态：

包括纤维细胞、薄壁细胞、导管、表皮细胞、筛管、伴胞及其他细胞等；

3、禾杆的横切面构造：

皮层、维管束的细胞组成；基本组织的对制浆造纸的影响；

4、半木材纤维原料中棉杆的构造、特征；

5、韧皮纤维原料的种类、各自的特点；

6、籽毛纤维原料的种类、细胞特点等；

7、叶部纤维原料的种类、特点、在制浆造纸方面的应用等。

●教学重点、难点及处理办法

教学重点、难点：

1、禾杆的构造；

2、禾杆的细胞组成、形态：

包括纤维细胞、薄壁细胞、导管、表皮细胞、筛管、伴胞及其他细胞等；

3、禾杆的横切面构造：

皮层、维管束的细胞组成；基本组织的对制浆造纸的影响；

处理办法：

对于抽象难以理解的知识，采用举例子、播放图片的方法讲解。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

这部分内容涉及到的植物纤维原料都是我们常见的，所以同学们都比较熟悉，讲起来应该比较容易理解。

讲课思路：

首先介绍禾本科原料的种类，进而重点介绍禾杆的构造、薄壁细胞的特点、种类、给制浆造纸带来的不便；接下来导管、表皮细胞、筛管伴胞等各自的特点；然后通过对比麦草和玉米杆的构造，介绍禾杆横切面结构的两种类型。

最后简要介绍半木材纤维原料、韧皮纤维原料、籽毛纤维原料及叶部纤维原料的种类、特点。

2、教学手段

（1）通过搜集大量针叶材和阔叶材结构的图片，加深学生对新知识的理解；

（2）讲完针叶材和阔叶材的结构后，让学生自己对比针叶材和阔叶材的结构特点。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

本节课的内容较多，由于禾本科原料是本节的重点内容，所以把讲课重点放在这部分，对于其他的非木材纤维原料作为补充也给学生多讲些，同时也扩展了很多知识，学生们对此都很感兴趣。

第五节主要植物细胞的构造

授课学时：

3学时授课类别：

理论

●教学目的及要求

教学目的：

纤维细胞是制浆、造纸用主要细胞，了解细胞的结构、形态对于制浆造纸具有重要的意义。

要求：

掌握纤维细胞的层次构造，纤维形态及其与纸浆、纸张性质的关系；纤维细胞壁的微细结构、微细纤维与半纤维素、木素的微细结构关系，主要化学成分在细胞壁中的分布；纹孔的形态及微细结构；熟悉禾本科纤维的微细结构；了解其他细胞的形态及微细结构。

●教学内容提要

1、纤维细胞的形成及纤维；

2、纤维形态及其与纸浆纸张性质的关系；

3、纤维细胞壁的微细结构；

4、禾本科纤维的微细结构；

5、其他细胞的形态及微细结构；

6、主要化学成分在细胞壁中的分布；

7、纹孔的形态及微细结构。

●教学重点、难点

教学重点、难点：

1、纤维细胞的形成及纤维；

2、纤维形态及其与纸浆纸张性质的关系；

3、纤维细胞壁的微细结构；

4、主要化学成分在细胞壁中的分布；

5、纹孔的形态及微细结构。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

本节内容较多，讲课时要主要重点突出、详略得当；

教学过程：

（1）重点讲纤维细胞的形成及纤维；

（2）纤维细胞的微细结构。

（3）纹孔的形态及微细结构。

2、教学手段

多媒体教学。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

本节的内容多而且重要，学生掌握起来比较困难，所以分三节课讲完。

课后，学生反映本节内容多、不容易记忆。

第六节我国的制浆造纸植物纤维原料

授课学时：

1学时授课类别：

理论

●教学目的及要求

教学目的：

了解我国制浆造纸植物纤维原料的现状和改善我国造纸植物纤维原料现状的途径。

要求：

掌握我国制浆造纸植物纤维原料的现状和改善我国造纸植物纤维原料现状的途径。

●教学内容提要

1、我国造纸植物纤维原料的现状：

原料不足、草类原料多，木材原料少；

2、改善我国造纸植物纤维原料现状的途径：

加速发展造纸用速生材基地；大力发掌废止制浆造纸；合理利用原料；扩大竹子的制浆造纸利用率。

●教学重点、难点

教学重点、难点：

1、我国造纸植物纤维原料的现状：

原料不足、草类原料多，木材原料少；

2、改善我国造纸植物纤维原料现状的途径：

加速发展造纸用速生材基地；大力发掌废止制浆造纸；合理利用原料；扩大竹子的制浆造纸利用率。

●教学组织与设计

1、教学过程的组织

本节内容较多，讲课时要主要重点突出、详略得当；

教学过程：

由我国造纸植物纤维原料的现状，引出改善我国造纸植物纤维原料的途径。

2、教学手段

多媒体教学。

●参考资料

1、谢来苏,詹怀宇.制浆原理与工程，中国轻工业出版社.

2、卢谦和，造纸原理与工程，中国轻工业出版社.

3、邬义明，植物纤维化学，中国轻工业出版社.

●教学实施小结

本节内容虽少，却是和制浆造纸业联系十分密切的知识，掌握了这部分内容，就把握了我国当今造纸原料的现状。

在讲授这部分内容时，查阅了较多的资料，学生对此都很感兴趣，课题互动性也较好。