植物纤维化学2012至2013学年第一学期植物纤维化学课程教案课程编码：14133001总学时／周学时：_4031开课时间：2012年9月11日第1周至第18周授课年级、专业、班级：轻化工程专业111、112班使用教材：植物纤维化学（第三版）授课教师：赵会芳/金光范开课学院：轻工学院1
植物纤维化学 1 2012 至 2013 学年第 一 学期 植物纤维化学课程 教 案 课程编码：_14133001_ 总学时／周学时： 40 / 3 开课时间： 2012 年 9 月 11 日第 1 周至第 18 周 授课年级、专业、班级： 轻化工程专业 111、112 班 使用教材：_植物纤维化学（第三版） 授课教师：_赵会芳/金光范 _ 开课学院： 轻工学院
植物纤维化学本课程教学目的使学生了解植物纤维原料各组分的化学及物理结构、性质及其利用，为合理利用植物纤维原料，改进制浆造纸生产技术，优化产品结构和质量，降低生产成本等提供理论支持。同时使学生了解和掌握目前植物纤维化学的研究成果和研究方法，为今后进一步学习《制浆原理与工程》、《造纸原理与工程》、《植物纤维化学实验》、《制浆造纸工艺实验》等专业课和实验课打下坚实的基础。本课程教学要求对轻化工程专业来说，本课程在基础课与专业课之间起到承上启下的作用，因此本课程教学要求学生在学完有机化学等相关的基础课后再开设。由于本课程涉及的内容理论性较强，且比较抽象，教材中有大量的高分子化合物的结构图及各种光谱图，为了达到更好的教学效果，必须采用现代化的多媒体教学手段。另外本课程还必须和相应的实验课相结合，才能达到更好的教学效果。本课程教学方法采用传统的板书教学与现代化的多媒体教学手段相结合的教学方法；采用理论教学与实验教学相结合的教学方法。学生创新精神和实践能力培养方法理论教学与实验教学相结合，培养学生用实验来验证所学理论知识的能力，鼓励学生开拓创新。考核方式考试、闭卷教学参考资料Wood ChemistryEEROSJOSTROM（I）James P.Casey:Pulp and Paper·木质素化学中野華三·纤维素科学高洁等·植物纤维化学陈国符、邬义明主编.碳水化合物化学张力田编著对教案的分析总结教学重点较明确，每课内容安排较合理。2
植物纤维化学 2 本课程教学目的 使学生了解植物纤维原料各组分的化学及物理结构、性质及其利用，为合 理利用植物纤维原料，改进制浆造纸生产技术，优化产品结构和质量，降低 生产成本等提供理论支持。同时使学生了解和掌握目前植物纤维化学的研究 成果和研究方法，为今后进一步学习《制浆原理与工程》、《造纸原理与工 程》、《植物纤维化学实验》、《制浆造纸工艺实验》等专业课和实验课打 下坚实的基础。 本课程教学要求 对轻化工程专业来说，本课程在基础课与专业课之间起到承上启下的作 用，因此本课程教学要求学生在学完有机化学等相关的基础课后再开设。由 于本课程涉及的内容理论性较强，且比较抽象，教材中有大量的高分子化合 物的结构图及各种光谱图，为了达到更好的教学效果，必须采用现代化的多 媒体教学手段。另外本课程还必须和相应的实验课相结合，才能达到更好的 教学效果。 本课程教学方法 采用传统的板书教学与现代化的多媒体教学手段相结合的教学方法；采 用理论教学与实验教学相结合的教学方法。 学生创新精神和实践能力培养方法 理论教学与实验教学相结合，培养学生用实验来验证所学理论知识的能 力，鼓励学生开拓创新。 考核方式 考试、闭卷 教学参考资料 • Wood Chemistry EERO SJÖSTRÖM • Pulp and Paper （Ⅰ） James P.Casey • 木质素化学 中野凖三 • 纤维素科学 高洁 等 • 植物纤维化学 陈国符、邬义明主编 • 碳水化合物化学 张力田编著 对教案的分析总结 教学重点较明确，每课内容安排较合理
植物纤维化学章节目名称绪论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第二节植物纤维原料的化学成分教学目的1、介绍中国造纸工业发展现状；2、了解本课程的主要研究内容和学习本课程的目的；3、掌握造纸植物纤维原料的分类；4、掌握植物纤维原料的主要化学组成；5、掌握各主要化学成分与制浆造纸的关系。教学内容1、介绍中国造纸工业发展现状2、介绍课程性质，明确学习目的3、造纸植物纤维原料的分类4、植物纤维原料主要化学组成及其与制浆造纸的关系：纤维素、半纤维素、木素。教学重点学习本课程的目的植物纤维原料主要化学组成及其与制浆造纸的关系教学难点掌握造纸植物纤维原料的分类纤维素、半纤维素、木素的定义及其与制浆造纸的关系教学方式及手段板书与多媒体教学相结合讲授课外作业1、说明本课程的性质及学习本课程的目的。2、说明造纸植物纤维原料的分类。3、什么是纤维素？什么是半纤维素？什么是木素？4、纤维素、半纤维素和木素与制浆造纸的关素是什么？教学后记本次课最为重要，需要做大量的准备工作，查找最新的资料，通过介绍目前国际国内造纸工业的现状及国内省内造纸工业存在的问题，展望造纸工业发展的前景，激发同学们学习本专业的兴趣，为以后的上课打下基础。3
植物纤维化学 3 章节目名称 绪论 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 第二节 植物纤维原料的化学成分 教学目的 1、介绍中国造纸工业发展现状； 2、了解本课程的主要研究内容和学习本课程的目的； 3、掌握造纸植物纤维原料的分类； 4、掌握植物纤维原料的主要化学组成； 5、掌握各主要化学成分与制浆造纸的关系。 教学内容 1、介绍中国造纸工业发展现状 2、介绍课程性质，明确学习目的 3、造纸植物纤维原料的分类 4、植物纤维原料主要化学组成及其与制浆造纸的关系：纤维素、半纤维素、木 素。 教学重点 学习本课程的目的 植物纤维原料主要化学组成及其与制浆造纸的关系 教学难点 掌握造纸植物纤维原料的分类 纤维素、半纤维素、木素的定义及其与制浆造纸的关系 教学方式及手段 板书与多媒体教学相结合讲授 课外作业 1、说明本课程的性质及学习本课程的目的。 2、说明造纸植物纤维原料的分类。 3、什么是纤维素？什么是半纤维素？什么是木素？ 4、纤维素、半纤维素和木素与制浆造纸的关素是什么？ 教学后记 本次课最为重要，需要做大量的准备工作，查找最新的资料，通过介绍目 前国际国内造纸工业的现状及国内省内造纸工业存在的问题，展望造纸工业发展 的前景，激发同学们学习本专业的兴趣，为以后的上课打下基础
植物纤维化学章节目名称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第三节木材纤维原料的生物结构及细胞形态教学目的1、掌握与纤维相关的几个概念；2、了解少量成分及其对制浆造纸生产的影响：3、了解木材的生物结构及细胞形态。教学内容1、与纤维相关的几个概念：综纤维素、克贝纤维素、a-纤维素等；2、木材的生物结构及纤维形态；3、比较针叶木与阔叶木的纤维形态区别及其造纸的适应性；4、一些相关名词：年轮、心材、边材、春材、秋材教学重点1、几个重要的概念：综纤维素、克-贝纤维素、硝酸-乙醇纤维素、、β、-纤维素、工业半纤维素2、常用的抽提剂及抽出物以及它们对制浆造纸的影响3、灰分的来源及其影响4、木材的生物结构及纤维形态教学难点：抽出物对制浆造纸的影响针叶木与阔叶木的纤维形态及其与造纸的关系教学方式及手段板书与多媒体教学相结合讲授课外作业1、为什么在制备综纤维素时原料首先要用有机溶剂进行抽提？2、什么是综纤维素？什么是α纤维素？什么是工业半纤维素？4、试述原料中灰份的来源和对制浆造纸的影响？5、如何减轻或消除有机溶剂抽出物对制浆造纸产生的不良影响？6、说明针叶木与阔叶木纤维形态区别及其造纸适应性特点。7、年轮、心材、边材、春材、秋材教学后记本次课的内容是本课程的一个重点，又和有机化学知识有较强的连贯性，由于有些同学有机化学知识掌握的不够牢固，需要在课堂上启发同学们把前后所学知识较好地衔接。讲解时最好理论联系实际上，举一些实例，加深同学们的理解。结合彩色木材结构图片讲解，效果较好。4
植物纤维化学 4 章节目名称 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 第三节 木材纤维原料的生物结构及细胞形态 教学目的 1、掌握与纤维相关的几个概念； 2、了解少量成分及其对制浆造纸生产的影响； 3、了解木材的生物结构及细胞形态。 教学内容 1、与纤维相关的几个概念：综纤维素、克贝纤维素、ａ-纤维素等； 2、木材的生物结构及纤维形态； 3、比较针叶木与阔叶木的纤维形态区别及其造纸的适应性； 4、一些相关名词：年轮、心材、边材、春材、秋材 教学重点 1、几个重要的概念：综纤维素、克-贝纤维素、硝酸-乙醇纤维素、α、β、γ- 纤维素、工业半纤维素 2、常用的抽提剂及抽出物以及它们对制浆造纸的影响 3、灰分的来源及其影响 4、木材的生物结构及纤维形态 教学难点： 抽出物对制浆造纸的影响 针叶木与阔叶木的纤维形态及其与造纸的关系 教学方式及手段 板书与多媒体教学相结合讲授 课外作业 1、为什么在制备综纤维素时原料首先要用有机溶剂进行抽提？ 2、什么是综纤维素？什么是纤维素？什么是工业半纤维素？ 4、试述原料中灰份的来源和对制浆造纸的影响？ 5、如何减轻或消除有机溶剂抽出物对制浆造纸产生的不良影响？ 6、说明针叶木与阔叶木纤维形态区别及其造纸适应性特点。 7、年轮、心材、边材、春材、秋材 教学后记 本次课的内容是本课程的一个重点，又和有机化学知识有较强的连贯性， 由于有些同学有机化学知识掌握的不够牢固，需要在课堂上启发同学们把前后所 学知识较好地衔接。讲解时最好理论联系实际上，举一些实例，加深同学们的理 解。 结合彩色木材结构图片讲解，效果较好
植物纤维化学章节目名称第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构第四节非木材纤维原料的生物结构及细胞形态第五节主要植物细胞的构造第六节我国的制浆造纸植物纤维原料教学目的了解非木材的生物结构及细胞形态；了解纤维细胞的形态；了解杂细胞的危害；掌握纤维形态与纸浆（张）性质的关系。了解我国造纸植物纤维原料的现状了解改善我国造纸植物纤维原料现状的途径教学内容1、非木材的生物结构及纤维形态：稻、麦草、蔗渣、芦苇、竹子等2、纤维细胞的形成和构造；3、杂细胞的危害；4、纤维形态与纸浆（张）性质的关系；5、纤维形态的测定。6、我国造纸植物纤维原料的现状；7、讨论改善我国造纸植物纤维原料现状的途径教学重点非木材的生物结构与纤维形态及其制浆造纸的价值掌握纤维形态与纸浆（张）性质的关系纤维形态的测定讨论改善我国造纸植物纤维原料现状的途径教学难点禾本科原料的纤维形态及其与造纸的关系纤维形态、细胞长宽比、壁腔比、纤维粗度等与纸张性质的关系：改善我国造纸植物纤维原料现状的途径教学方式及手段板书与多媒体教学相结合讲授课外作业1、为什么说非纤维细胞的多少是衡量草类原料优劣的标准之一？2、备料的重要性是什么？3、名词：纤维形态、纤维粗度4、试述纤维形态与纸张性质之间的关系。5、试述杂细胞的危害；6、如何改善我国造纸植物纤维原料的现状？L
植物纤维化学 5 章节目名称 第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构 第四节 非木材纤维原料的生物结构及细胞形态 第五节 主要植物细胞的构造 第六节 我国的制浆造纸植物纤维原料 教学目的 了解非木材的生物结构及细胞形态； 了解纤维细胞的形态； 了解杂细胞的危害； 掌握纤维形态与纸浆（张）性质的关系。 了解我国造纸植物纤维原料的现状 了解改善我国造纸植物纤维原料现状的途径 教学内容 1、非木材的生物结构及纤维形态：稻、麦草、蔗渣、芦苇、竹子等 2、纤维细胞的形成和构造； 3、杂细胞的危害； 4、纤维形态与纸浆（张）性质的关系； 5、纤维形态的测定。 6、我国造纸植物纤维原料的现状； 7、讨论改善我国造纸植物纤维原料现状的途径 教学重点 非木材的生物结构与纤维形态及其制浆造纸的价值 掌握纤维形态与纸浆（张）性质的关系 纤维形态的测定 讨论改善我国造纸植物纤维原料现状的途径 教学难点 禾本科原料的纤维形态及其与造纸的关系 纤维形态、细胞长宽比、壁腔比、纤维粗度等与纸张性质的关系； 改善我国造纸植物纤维原料现状的途径 教学方式及手段 板书与多媒体教学相结合讲授 课外作业 1、为什么说非纤维细胞的多少是衡量草类原料优劣的标准之一？ 2、备料的重要性是什么？ 3、名词：纤维形态、纤维粗度 4、试述纤维形态与纸张性质之间的关系。 5、试述杂细胞的危害； 6、如何改善我国造纸植物纤维原料的现状？
植物纤维化学教学后记非木纤维种类较多，细胞种类较杂，内容有些抽象，最好采用启发或提问的方式，加强同学的理解和记忆。纤维长度、宽度、细胞壁厚度等均较为微观，纤维粗度等概念也比较抽象，最好能够结合实验，通过显微镜观察，以加深学生的理解和记忆。纤维形态与纸张性质的关系理论性较强，可通过启发式教学来加深同学们的理解。6
植物纤维化学 6 教学后记 非木纤维种类较多，细胞种类较杂，内容有些抽象，最好采用启发或提问的 方式，加强同学的理解和记忆。 纤维长度、宽度、细胞壁厚度等均较为微观，纤维粗度等概念也比较抽象， 最好能够结合实验，通过显微镜观察，以加深学生的理解和记忆。纤维形态与纸 张性质的关系理论性较强，可通过启发式教学来加深同学们的理解
植物纤维化学《植物纤维化学》小班讨论安排1、本课程40课时，大班讲授31课时，小班讨论9课时：2、大班讲授由两位主讲教师负责：3、小班讨论由主讲教师为主设计讨论内容和要求等，由课程组2-3名师资共同指导完成。4、有条件还可以上机或实验形式进行相应的设计训练。第一次讨论课讨论课教学任务（一）主题：非植物纤维原料造纸情况分析（3月22日，B3-426）说明：了解各非植物纤维原料造纸情况，了解原料本身特点和各自造纸的特点，纸张性能的和主要用途等。1、玻璃纤维造纸情况分析：2、碳纤维造纸情况分析；3、：芳纶纤维造纸情况分析：4、蚕丝纤维造纸情况分析：5、石棉纤维造纸情况分析；6、无纺布的生产情况分析；7、云母纤维造纸情况分析。对学生总体要求：1、各组以PPT形式对各自设计的流程进行说明，然后进行讨论分析。2、要求各小组独立完成，有自己的思路和见解。3、分组：以30人小班计算，3-4人一组，约6-8组，每组约15-20分钟；讲解15分钟，提问和讨论5分钟。7
植物纤维化学 7 《植物纤维化学》小班讨论安排 1、 本课程 40 课时，大班讲授 31 课时，小班讨论 9 课时； 2、 大班讲授由两位主讲教师负责； 3、 小班讨论由主讲教师为主设计讨论内容和要求等，由课程组 2-3 名师资共同 指导完成。 4、 有条件还可以上机或实验形式进行相应的设计训练。 第一次讨论课 讨论课教学任务（一） 主题：非植物纤维原料造纸情况分析（3 月 22 日，B3-426） 说明：了解各非植物纤维原料造纸情况，了解原料本身特点和各自造纸的特点， 纸张性能的和主要用途等。 1、 玻璃纤维造纸情况分析； 2、 碳纤维造纸情况分析； 3、 芳纶纤维造纸情况分析； 4、 蚕丝纤维造纸情况分析； 5、石棉纤维造纸情况分析； 6、无纺布的生产情况分析； 7、云母纤维造纸情况分析。 对学生总体要求： 1、各组以 PPT 形式对各自设计的流程进行说明，然后进行讨论分析。 2、要求各小组独立完成，有自己的思路和见解。 3、分组：以 30 人小班计算，3-4 人一组，约 6-8 组，每组约 15-20 分钟；讲解 15 分钟，提问和讨论 5 分钟
植物纤维化学章节目名称第二章木素第一节木素的存在及木素的生物合成第二节木素的分离与研究成教学目的1、了解木素的存在部位及基本结构单元；2、了解木素结构单元的生物合成路线；3、了解木素高分子的形成过程；4、了解分离未素的方法；了解未素的测定方法，教学内容1、木素的存在部位及基本结构单元；木素主要在次生壁：针叶木70%以上的木素位于次生壁，阔叶木80%左右的木素位于次生壁。2、木素结构单元的生物合成路线；细胞壁的木化过程：形成纤维素和半纤维素→向细胞中供给木素生物合成的前驱物质前驱物质反复聚合→纤维素纤维被树脂状物质强化了的细胞壁木素高分子的形成过程。3、木素分离的方法：可溶木素和不溶木素：磨木木素、硫酸木素等。4、木素的测定方法；克拉森木素测定法和紫外吸收光谱法测定木素。教学重点木素的存在部位及基本结构单元了解分离木素的方法；了解木素的测定方法。教学难点木素结构单元的生物合成路线：木素大分子的形成过程。木素的分离及测定方法教学方式及手段板书与多媒体教学相结合讲授课外作业1、试述针、阔、禾三种原料木素的含量、化学结构及分布。2、试述细胞壁中木素堆积的次序及硫酸盐法制浆过程木素的脱除顺序。3、木素结构单元是怎样合成的？4、试述木素形成机理。5、木素分离方法有哪些？测定木素含量有哪些方法？教学后记木素结构单元的生物合成及木素大分子的形成过程较为抽象，理论性较强，可作简单解，重点掌握木素的存在部位及基本结构单元。木素的分离与研究是植物纤维原料分析的一个重要内容，此内容需和实验室研究相结合，以加深学生的理解和认识。8
植物纤维化学 8 章节目名称 第二章 木素 第一节 木素的存在及木素的生物合成 第二节 木素的分离与研究成 教学目的 1、了解木素的存在部位及基本结构单元； 2、了解木素结构单元的生物合成路线； 3、了解木素高分子的形成过程； 4、了解分离木素的方法；了解木素的测定方法。 教学内容 1、木素的存在部位及基本结构单元； 木素主要在次生壁： 针叶木 70%以上的木素位于次生壁，阔叶木 80%左右的木素位于次生壁。 2、木素结构单元的生物合成路线； 细胞壁的木化过程： 形成纤维素和半纤维素 向细胞中供给木素生物合成的前驱物质 前驱物质反复聚合 纤维素纤维被树脂状物质强化了的细胞壁 木素高分子的形成过程。 3、木素分离的方法；可溶木素和不溶木素：磨木木素、硫酸木素等。 4、木素的测定方法；克拉森木素测定法和紫外吸收光谱法测定木素。 教学重点 木素的存在部位及基本结构单元 了解分离木素的方法；了解木素的测定方法。 教学难点 木素结构单元的生物合成路线； 木素大分子的形成过程。 木素的分离及测定方法 教学方式及手段 板书与多媒体教学相结合讲授 课外作业 1、试述针、阔、禾三种原料木素的含量、化学结构及分布。 2、试述细胞壁中木素堆积的次序及硫酸盐法制浆过程木素的脱除顺序。 3、木素结构单元是怎样合成的？ 4、试述木素形成机理。 5、木素分离方法有哪些？测定木素含量有哪些方法？ 教学后记 木素结构单元的生物合成及木素大分子的形成过程较为抽象，理论性较强， 可作简单了解，重点掌握木素的存在部位及基本结构单元。 木素的分离与研究是植物纤维原料分析的一个重要内容，此内容需和实验室研究 相结合，以加深学生的理解和认识
植物纤维化学章节目名称第二章木素第三节木素的化学构造教学目的1、了解研究木素结构的方法：2、了解木素的功能基组成及其分析方法；3、了解木素的结构单元及其分析方法。4、了解光谱的基本概念；5、了解木素的紫外吸收光谱和红外光谱6、掌握光谱技术在未素结构研究中的应用教学内容1、研究木素结构的方法；物理法：光谱法化学法：氧化分解、还原分解等2、木素的功能基组成及其分析方法；甲氧基、羟基、双键3、木素的结构单元及其分析方法。愈疮木酚基苯丙烷、紫丁香基苯丙烷、对羟基苯丙烷4、光谱的基本概念；紫外光谱、红外光谱、核磁共振光谱、电子自旋共振光谱等5、木素的紫外吸收光谱和红外光谱；紫外吸收谱：205nm和280nm6、光谱技术在木素结构研究中的应用。教学重点木素结构研究方法木素的紫外吸收光谱和红外光谱特征教学难点木素结构研究方法掌握光谱技术在木素结构研究中的应用测定木素的存在、木素的分布、木素的结构教学方式及手段板书与多媒体教学相结合讲授课外作业1、如何判断甲氧基在木素结构中的位置？2、试述木素结构上羟基的形式及其测定方法。3、化学法分析木素结构单元的方法有哪些？试比较其分析结果。4、试述光谱的基本概念。5、试述紫外光和可见光吸收光谱在木素研究中的应用9
植物纤维化学 9 章节目名称 第二章木素 第三节 木素的化学构造 教学目的 1、了解研究木素结构的方法； 2、了解木素的功能基组成及其分析方法； 3、了解木素的结构单元及其分析方法。 4、了解光谱的基本概念； 5、了解木素的紫外吸收光谱和红外光谱； 6、掌握光谱技术在木素结构研究中的应用。 教学内容 1、研究木素结构的方法； 物理法：光谱法 化学法：氧化分解、还原分解等 2、木素的功能基组成及其分析方法； 甲氧基、羟基、双键 3、木素的结构单元及其分析方法。 愈疮木酚基苯丙烷、紫丁香基苯丙烷、对羟基苯丙烷 4、光谱的基本概念； 紫外光谱、红外光谱、核磁共振光谱、电子自旋共振光谱等 5、木素的紫外吸收光谱和红外光谱； 紫外吸收谱：205nm 和 280nm 6、光谱技术在木素结构研究中的应用。 教学重点 木素结构研究方法 木素的紫外吸收光谱和红外光谱特征 教学难点 木素结构研究方法 掌握光谱技术在木素结构研究中的应用 测定木素的存在、木素的分布、木素的结构 教学方式及手段 板书与多媒体教学相结合讲授 课外作业 1、如何判断甲氧基在木素结构中的位置？ 2、试述木素结构上羟基的形式及其测定方法。 3、化学法分析木素结构单元的方法有哪些？试比较其分析结果 。 4、试述光谱的基本概念。 5、试述紫外光和可见光吸收光谱在木素研究中的应用
植物纤维化学教学后记研究木素的方法有化学法和物理法，这些方法理论性都较强，且较深奥，而且对同学来说都有一定的难度，学校目前也缺乏相应的研究手段，所以学起来可能较吃力。对本科生来说只需知道研究方法，记住研究结果，不需做更进一步的要求。由于目前缺少相应的实验设备，只需了解光谱的基本知识，知道紫外光吸收光谱、红外吸收光谱等在木素研究中的应用。10
植物纤维化学 10 教学后记 研究木素的方法有化学法和物理法，这些方法理论性都较强，且较深奥，而 且对同学来说都有一定的难度，学校目前也缺乏相应的研究手段，所以学起来可 能较吃力。对本科生来说只需知道研究方法，记住研究结果，不需做更进一步的 要求。 由于目前缺少相应的实验设备，只需了解光谱的基本知识，知道紫外光吸收 光谱、红外吸收光谱等在木素研究中的应用