“互联网+”视域下立德树人教学改革探析——以东北林业大学国家级特色专业木材科学与工程为例

立德树人已成为新时代中国特色社会主义教育发展的根本任务。东北林业大学国家级特色专业木材科学与工程坚持以立德树人为目标,扎实开展教学方法改革,推动教学方式多元化创新,促进产业与教学相融合,着力打造“互联网+”教育新模式。文章基于木材科学与工程教学改革实践,探索了新时代“立德树人”目标驱动下创新教学模式和形态的思路与策略,以供参考。

农林高校材料化学专业考试方法改革探讨——以东北林业大学材料化学专业为例

以东北林业大学材料化学专业的专业课为依托,分析了材料化学专业2015—2018年专业必修课和选修课的平均成绩和成绩分布,研究了考核模式与成绩分布之间的相关性。研究表明,对于含实验课的专业必修课,课程考试方法改革中的非卷面成绩对最终成绩的区分度不明显,课程的最终成绩主要受卷面成绩的影响。对于纯理论教学的课程,非卷面成绩对最终成绩的影响较大,与最终成绩呈正相关。

天然生物质材料改性酚醛泡沫的研究进展

酚醛泡沫(PF泡沫)是研究最早、应用最广泛的热固性硬质泡沫材料之一,具有热稳定性、阻燃性、低发烟量和抗老化等多种优异特性,在航空航天、交通运输和建筑保温领域获得广泛应用。然而由石油基衍生物制备得到的传统酚醛泡沫具有脆性较大、不可再生等问题,导致其环境效益差的短板较为突出。采用化学或物理的手段,向酚醛泡沫中引入来源广泛、产量丰富、绿色可再生的天然生物质材料是改善其脆性和减少不可再生材料用量的有效途径。简要概述了酚醛泡沫的改性机制,研究了生物质材料改性酚醛泡沫的最新进展,最后展望了生物质改性酚醛泡沫的潜在发展方向。

基于Kolb循环与4MAT模式的林业工程类计算机辅助设计课程规划——以东北林业大学为例

基于近10年来在林业工程类本科专业计算机辅助设计(CAD)课程的教学实践,将“Kolb学习循环”与4MAT教学模式应用于计算机辅助设计课程的理论与实践教学规划中,致力于针对不同学习风格学生的个性特点,激发学生学习兴趣,用“产生学习”代替传统的“提供学习”,实现创新型卓越工程人才的培养目标。在教学工作中以AutodeskAutoCAD与TrimbleSketchUp为理论-实践技术平台,充分利用二者在二维工程设计-绘图与实用三维模型构建领域的优势,基于项目学习法原理并紧密结合木材科学与工程专业需求,分别以“移动终端产品外保护壳”、“木材干燥设备”的工程设计与虚拟实现为背景,设计研发教学课程模块。在特定的4MAT体系框架下,一个课程专题的学习周期内灵活布置“背景讨论”、“知识讲授”、“督促操练”、“自我发现”四个教学模块,分别对标“想象型”、“分析型”、“常识型”、“活动型”四种学习风格,创设自然-和谐的学习环境。

生物质纤维/塑料复合材料微孔发泡技术的应用和发展现状

生物质纤维/塑料微孔发泡复合材料是一种新型复合材料,通过在复合材料内引入大量的微孔进行增韧改性,使材料在密度降低的同时提高部分物理力学性能,如耐冲击性、延展性、抗疲劳性和热稳定性等。与用纳米粒子等增韧改性技术相比,微孔发泡的制备工艺简单、成本低廉;用纳米粒子等增韧,粒子分散困难,需加入专门的助剂处理纳米粒子等,增加了加工工艺环节和复合材料的密度。

生物质资源高效利用模式探索——“生物质-生物质材料-生物质能源”产业链模式

生物质是一类由纤维素、半纤维素和木质素为主要成分构成的天然有机高分子物质,主要以森林抚育采伐剩余物、木材竹材及其加工剩余物、秸秆、果壳等形式存在,是可自然再生的天然资源,我国的生物质产生量在7亿t/a以上。目前,国际上生物质资源的利用途径主要有3条,即生物质材料、生物质能源和纸浆。从提高生物质资源的利用效益出发,以拓展生物质产业链为基本途径,提出"生物质-生物质材料-生物质能源"的生物质资源高效利用模式,并重点针对"生物质-生物质聚合物复合材料-生物质燃油"生态产业链模式及其研究进展展开讨论。

生物质材料点阵夹芯胞元力学性能分析

研究生物质点阵夹芯胞元结构的力学性能,可以减少木建筑重量和降低木材使用量,对适应现代木结构建筑具有重要的现实意义。本研究通过对胞元结构进行力学建模,分析了芯子直径和长度对胞元承载能力的影响,并应用ANSYS有限元软件,仿真分析芯子直径和面板厚度2个因素对胞元受力的影响,依据胞元承载能力和变形程度,进行胞元结构的优选。最后依据优选的胞元结构,设计和制作不同类型的试件进行平压测试。结果表明,胞元平压状态下芯子是受力主体,芯子直径越大,胞元的平压能力越强,但平压性能并不是最优;面板材料对胞元承载力和吸能性有显著影响,生物质复合材料胞元的比强度高于自然纤维材料的比强度。该研究结果为木质复合材料在大跨度坡面屋等木结构建筑工程中的应用奠定了理论和实验基础,具有良好的应用价值。

生物质基光学材料研究进展

近年来由于不可再生资源的日益枯竭,以及全球能源危机等问题,生物质资源的研究和利用受到人们的广泛关注。以往材料的制备与合成往往以石油及其衍生物为原料,过程繁琐、成本高昂、原料不可再生,且对生态环境造成了不可逆转的破坏,而生物质基材料因绿色、可再生、环境友好等,其设计与构筑已成为基础科技研究的前沿与热点。在过去的研究中,国内外学者以相关生物质为基础构筑“基石”,利用其本征结构及特性原位合成或与异质单元复合,构筑了大量的功能光学材料。功能光学材料的应用领域包括但不限于催化、光动能转换、生物成像、光电器件、海水淡化、信息防伪等。笔者对生物质基光学功能性材料方面的代表性成果进行梳理与总结,主要包括林木芳香生物质荧光材料、多糖生物质荧光材料、林木生物质光热材料、纳米纤维素光子晶体材料、生物质基光热材料,以及以上材料在食品检测、生物成像、加密打印、发光器件、光 热 动能转换领域中的应用,并且对该领域内存在的问题及未来发展方向作了展望。

向新出发,木材科学前沿发展

木材及其制品被广泛应用于人们日常生活,包括家具制造、室内装饰和建筑等领域。木材工业的年产值总量已经超过3万亿元,是重要的国民经济基础产业。然而,木业发展过程中仍存在产品附加值低、企业创新能力弱和生产供应链分散等问题,向新出发、向绿而行,孵化功能木质制造新技术、新材料,培育木业新质生产力是助推行业发展、蓄能助力低碳转型的重要方向。为此,聚焦木材科学前沿发展方向,针对木业新质生产力重要论述,阐明科技创新对木业发展的重要意义,提出木材科学未来发展向极微观深入、向极宏观拓展、向极端条件迈进、向极综合交叉发力4个发展方向,并综述了现阶段具代表性研究成果,梳理代表性木质新产品和功能新材料的发展现状和发展趋势,为进一步提出我国木业新质生产力发展路径奠定基础。

高附加值生物质复合材料研究现状

以生物质原料特性为出发点,简要介绍了微纳米纤维素复合材料和木塑复合材料的独特优势,针对当前研究的热点问题,总结了已有的研究成果,并对二者未来的发展方向和应用领域做出了展望。

生命周期评价法在我国生物质材料领域中的应用

生命周期评价(Life Circle Assessment,简称LCA)是一种面向产品的环境管理评估系统,已纳入ISO 14000环境管理系列标准,在我国生物质材料相关领域的应用始于本世纪。归纳了LCA在我国生物质材料方面的研究现状,针对目前我国生物质材料方面LCA应用的不足,提出了一些建议。

水热法制备生物质炭材料的研究进展

结合近年来利用水热法制备生物质炭材料的研究现状,着重介绍了水热法处理生物质的原料及反应机理,论述了生物质炭材料在吸附、电极材料及能量储存等方面的应用情况,并对水热法制备生物质炭材料的发展前景进行了展望。

生物质能的热化学转化技术

生物质能源是未来替代化石资源的丰富和可再生清洁能源之一,它具有二氧化碳中性。生物质的热化学转化可以形成固、液、气3种形态的生物质能源,用以提供热能和动力。对生物质热化学转化中的燃烧、气化、液化和热解技术进行阐述,同时提出生物质热值低、运输贮存不易、反应副产物难分离和政策、资金投入力度仍需加大等问题,对生物质能源发展和研究进行展望。

生物质固体燃料热解炭化技术研究进展

通过介绍生物质固体燃料热解炭化技术的机理,阐述其生产工艺与生产设备,综述生物质固体燃料热解炭化技术的研究进展,对现阶段生物质固体燃料热解技术存在的问题进行探讨,提出相应的解决措施,预测生物质固体燃料热解炭化技术的发展趋势。

《材料科学基础》课程思政的要素融合探索

通过《材料科学基础》案例教学,将《材料科学基础》知识点与课程思政要素相结合,在教学过程中,从知识点的学习中得到启示:不忘初心,砥砺前行。增强文化自信,做人诚实守信,有职业素养,像晶体一样,纯洁透明,表里如一。通过自然科学知识的学习,结合知识点本身,在材料制备、材料表征中,感悟生态文明、工匠精神、中国制造、文化自信、职业素养等。

基于生物质燃气介质下的落叶松热处理木材的制备技术

本文以人工林落叶松木材为试材、以生物质燃气为木材热处理介质,采用特定的处理装置和一定的处理条件,对照生物质燃气和氮气两种介质,试验分析处理介质对落叶松热处理木材性能的影响。结果表明:落叶松热处理木材的密度、平衡含水率和尺寸稳定性在两种处理介质中没有显著的变化,说明生物质燃气可以作为热处理木材的介质,并且具有处理成本低、原料来源广泛的特点。

生物质复合材板坯内部孔隙形成的模拟与实验分析

应用计算机模拟的方法研究了生物质复合材板坯内部孔隙的形成。通过对板坯内孔隙体积比率与加工参数包括原料的几何形状、材料的公称密度之间的关系的考察结果表明,由模型得到的数据与由实验得到的数据的结果趋向一致。研究中通过在板材热压实验中测量板坯中心部位的温度和气体压力变化来说明孔隙对热和质传输的影响,实验和分析的结果也验证了该模型和模拟的方法对于研究生物质复合材板坯内孔隙具有一定的有效性。

傅里叶红外光谱技术在生物质能源研究中的应用

傅里叶变换红外光谱是灵敏度高、波数准确、重复性好,用以确定分子组成和结构的定性和定量分析技术。主要对傅里叶红外光谱技术在生物质固体燃料、生物质热解、生物质液化等研究中的应用进行分析和阐述,介绍了傅里叶变换红外光谱及其联合分析技术的应用。

木塑复合材料产业化现状及制造关键技术

木塑复合材料(WPC)是一类环保型材料。本文介绍了WPC的特点、主要用途、国内外的产业发展现状和发展方向,并重点指出了该产业发展中存在的技术问题。

淀粉/聚乳酸可生物降解复合材料相容界面构建研究进展

淀粉/聚乳酸(淀粉/PLA)可生物降解复合材料的开发能够缓解塑料工业对石油资源的依赖性和从根本上解决传统塑料所带来的"白色污染"问题。对淀粉与PLA之间的相容界面性进行构建,可以有效提高淀粉/PLA复合材料的机械性能、耐水性能和熔融加工性能等。概述了淀粉/PLA的界面特性和构建机理,从淀粉塑化改性、增容剂改性、淀粉疏水改性和PLA亲水改性4个方面综述了淀粉/PLA复合材料相容界面构建进展。针对淀粉/PLA复合材料在构建方法和构建机理等方面研究的不足,提出了进一步开展研究的建议。