帥鵬
摘? ? 要: 森林利用學是林學專業一門重要的課程。本文通過總結森林利用學學科的總體特點及該門學科及教材的發展歷程及現狀,總結該門學科在教學過程中面臨教學內容覆蓋面較小及對應的實驗教學內容不能與之對應的問題,闡述三個教學改革措施與增加的內容。通過對已有教學內容的重新編排、新增的教學內容(森林利用的歷史、林產品貿易、森林食品與藥材及森林康養與美學)及實驗課程內容的設置合理安排,總結該教學內容改革對于森林利用學教學的成效及存在的問題。
關鍵詞: 森林利用學? ? 教學改革? ? 內容更新
森林利用學課程作為林學專業重要課程之一,專門研究森林資源的合理開發和利用,是一門應用科學[1]。與森林培育學、森林經理學、林木遺傳育種學等林學專業核心課程有著廣泛而深入的聯系。不同森林種類的利用目的會影響森林的培育措施和經營管理的方法。隨著近年來各種新產業和新技術的出現對森林利用有著深遠的影響,因此通過對林學專業“森林利用學”課程教學內容的改進和更新不僅可以提高教學質量,而且可以給林學學生帶來一定的啟發和思考。
一、森林利用學的學科特點
森林利用學是一門林學專業的傳統學科,在專業中處于重要的地位。在講授完森林的育種、造林及經營管理后,林學專業學生通過對森林利用學課程的學習可以掌握科學使用森林的原理和方法。森林利用學與林學專業的核心課程林木遺傳育種學、森林培育學、森林經理學等構成一個完整的林學教育體系。森林利用在人類文明進程中與人相伴,整個人類群體在農業社會到來之前都是在考慮如何利用森林中度過的。當今社會,我們仍然需要從森林中獲取大量物質。森林對于人類的生存非常重要,人類如何科學和永續地利用好森林是一個重要的問題。
二、森林利用學教學的發展歷程及現狀
森林利用學這一門學科最早起源于1863年,德國林學家Gayer.K編著了第一本森林利用學教材。當時德國正處于工業化的階段,對于森林尤其是木材使用直接促使了該門學科的形成和發展。1912年,日本的上村勝爾教授編著成廣義的森林利用學,當時的日本著力發展其工業[1]。此時該門學科涵蓋森林的主產品和副產品,涵蓋范圍較為廣泛。中華人民共和國成立后使用過中國林業出版社1957年出版的蘇聯科學家B.B.普羅坦斯基編著的森林利用學。改革開放后,中國林業出版社在1985年出版了北京林業大學主編的國內第一本廣義的森林利用學教材供林學專業使用,該書由北京林業大學陳陸圻教授主編,并聯合全國各大農林院校聯合編寫[1]。可以說森林利用學這一學科伴隨著各個社會工業化發展而誕生,社會的發展離不開對于森林物質的需求。
1985年出版的森林利用學教材將這門學科主要分為三個部分:木材構造和性質、木材采伐運輸和林產綜合利用。2013年出版的《森林利用分典》將森林利用分為森林采伐運輸工業、木材加工工業和林產化學工業三大部分[2]。這些分法總體來說是一致的。隨著科學技術的進步,學科逐漸細分,木材學、木材采伐與運輸、林產品加工與利用等學科逐漸興起并獨立發展成一門新的學科。這是導致后續農林院校不再續編森林利用學教材的原因。但對于林學專業的教育來說卻需要一門能夠囊括廣義的森林利用內容的學科完善林業基礎教育。雖然森林利用教材在此后三十年未續編,但林學專業仍然在學習森林利用學課程,森林利用學課程的內容需要適應新時期林學教學的發展。
進入新世紀,科學技術發展得更迅猛。森林給予人類的不僅僅是那些可以看得見的物質,還包括很多其他用途,如森林旅游、森林碳匯、森林康養、森林美學等各種新的用途。對于林學專業來說學習森林利用學就需要在內容上進行深入改革,以適應新時期和新林科的各種需求。
三、林學專業開展森林利用學教學面臨的問題
1.教學內容的覆蓋度較低
傳統的森林利用學教學內容主要涵蓋木材學、森林砍伐與運輸、林產品利用相關的三個知識類群。筆者認為作為林學專業的重要課程之一,森林利用學不應太過深入地學習木材學課程,而應該適當減少與林學無關的知識點。如適當減少木材學方面較難的力學知識點,普及與林學相關的新知識點,使森林利用學的木材學內容有利于其他林學核心課程的講授和理解。
1985版森林利用學教材對于傳統林產品利用篇章內容主要集中于板材生產工藝、樹脂、精油、栲膠、栓皮等的講解[1]。之前大部分農林院校都以該教材為框架講授。然而這些內容并不能涵蓋當今社會廣義的林產品利用,教學內容較少且相對過時。當今社會從森林獲得的物質和服務范圍非常廣,包括森林食品、森林康養、森林旅游等全方位的利用和廣義的概括。
2.缺乏配套的實驗教學內容
傳統的森林利用學依托于材料學專業教學,實驗主要集中于木材學實驗。這樣的課程設計關于木材學實驗會使森林利用學教學偏向木材學的方向,而不能涵蓋其他非木材資源利用的范圍。實驗內容對應于課堂教學內容,應實現森林利用不僅是對于木材利用的理念,而且包括森林采伐運輸和林產品利用的內容。這就使該課程實驗教學更復雜且涵蓋面更廣。
四、森林利用學教學改革措施與實踐
1.森林利用學已有內容的改革措施
鑒于森林利用學教學面臨的問題,筆者建議對于森林利用學中木材學教學大綱應做適當的刪減,使木材學在森林利用學教學中占的比例相對減少,有利于在規定的教學課中增加其他內容。對于森林運輸與砍伐這一部分教學內容,理論教學與實踐參觀教學內容結合起來。該部分教學內容偏重于實際的操作。應培養學生掌握如何砍伐樹木并運輸樹木到貯木場這一實際應用過程。
該課程教學的第三部分是林產品利用部分,應結合當今全球森林產品主要使用的林產化工產品來講解。結合我國林產品進出口貿易相關數據,總結出松脂、橡膠、棕櫚油、紙及紙漿、木家具、板材及大宗的森林食品等方面內容。針對森林利用中逐年興起的纖維素乙醇和木本來源生物柴油兩部分進行講解,讓學生了解森林作為能源供給的重要作用。
2.森林利用學教學內容的增加
首先是通過對“森林利用分典”部分章節內容的學習,可以了解其收錄的含有我國古代森林利用的思想、法規、制度等諸多史料內容[2]。通過對使用森林的歷史進行學習,可以感受到我國利用的發展歷程,了解我國的古代社會在森林利用中的先進的社會工藝,如造紙及紙漿的制備、竹子竹筍的利用、森林藥材的采摘等歷史,讓學生感受到只要人類文明存在,森林利用就不可避免。
其次是增加對于我國林產品貿易的講解,促使學生對于我國林業產業貿易在國際進出口過程中的優勢產業和大宗進口產品進行了解。林產品貿易對于我國出口產業結構升級具有重要的作用。通過課程學習可以了解到我國從以前以出口創匯為導向的大量出口森林初級產品到如今主要依賴進口歐美的果類和木材并從東南亞進口大量棕櫚油和橡膠等工業原材料的歷程。并掌握進口針葉材和闊葉材的比例及平均價格,以及針葉材和闊葉材主要的進口國家是哪些,了解我國木材產品對外依賴程度,了解我國通過進口大量木材原料并加工成家具出口的方式,強化對于林產品重要性的認識和理解[3]。
再次是增加森林食品與藥材的講解,傳統的森林利用學很少包含這一部分內容。這一部分內容在森林利用中占有重要的地位,尤其是在發展中國家和地區。我國對于森林食品的使用由來已久,竹筍、香菇、木耳、山野菜等一系列森林食品在人們的日常生活中隨處可見,因此增加該部分內容的講解,掌握森林食品的加工和利用方法[3]。對于森林藥材利用的介紹可以進一步加強對于森林植物藥用價值的探索,我國中藥產業有很大一部分來源于森林。應重點講述一些森林植物在藥用過程中可能的問題,如含有馬兜鈴酸的一類森林藥材的使用注意事項。
最后是增加森林康養和森林美學等新興概念和領域。森林康養學是近年來興起的一種森林利用的高級方式。尤其是都市年輕人工作壓力大及老齡化社會,森林康養對于這些問題具有重要的現實作用[5],國內很多高校已經開始引入該門課程的完整學習。因此在林學專業課程體系中尚未引入完整森林康養課程之前,有必要在森林利用學中講述該領域的知識和利用現狀。森林美學這個概念最早是由1885年德國林學家扎利斯首先提出來的[6]。森林美學的學習對林地利用、森林樹種選擇配置、森林更新及森林保護等方面具有重要的作用,而且森林美學影響森林旅游及森林康養等產業的發展。
3.森林利用相關實驗內容設置措施
森林利用學主要內容分為三個部分,即木材構造和性質、木材采伐運輸和林產綜合利用。針對這三部分教學內容,實驗課設計三部分實驗內容。首先是針對木材構造和性質,林學專業學生應該初步了解木材的構造,因此設置針葉材和闊葉材的宏觀特征構造觀察實驗[7]-[9]。該部分實驗可以讓學生初步掌握木材的主要和次要宏觀構造的特征,初步比較針葉材和闊葉材。該部分實驗內容相較于材料學專業學習木材學部分是有簡化的。并且在實驗課之余,引入木材雕刻機,讓學生可以在雕刻用的木材圓盤上進行激光雕刻,提高對木材學習的興趣。其次是針對木材采伐運輸部分設置實驗內容,教學實驗對應設計森林作業動態仿真實驗室參觀,并結合森林砍伐運輸相關的視頻講解樹木砍伐相關的步驟。針對該部分內容,有條件的農林院校甚至可以結合當地林場,帶領學生實地實踐參與林木的砍伐和運輸。最后是針對林產綜合利用的,設計香樟精油水蒸氣法快速提取實驗,該實驗是針對植物精油提取的廣泛使用的方法。通過該部分的實驗學習,學生可以快速掌握這一基本方法的原理和注意事項。水蒸氣蒸餾法可廣泛應用于多種林產品精油的提取過程,且該方法實施過程較為安全。
4.教學內容改革的成效
通過教學改革項目的實施,收到學生反饋回來的信息表明,學生對于森林利用有了重新的理解,并激發了林學專業學生對于該門課程及其他林學相關課程的思考,探索森林利用的范疇應該包含哪些內容。課程中針對不同地域林產品綜述的口頭報告能夠激發學生主動學習的動力,并讓學生了解各地的林產品利用現狀。
當然,在實踐教學過程中還有很多問題,如有學生反應是否可以到林業相關工廠參觀及更多森林利用的內容是否應該納入的問題。今后在森林利用學的教學過程中應該考慮增加課程實習等實踐內容,帶學生走出去體驗森林利用的全過程。總之,森林利用學在新世紀林學專業的教學還有很多可以改進的地方,相信通過未來不斷的教學探索、教學改革及教學思考可以不斷改進森林利用學的教學內容,強化教學效果。
參考文獻:
[1]北京林業大學,主編.森林利用學[M].北京:中國林業出版社,1985.
[2]李莉.森林利用伴隨文明進程《中華大典·林業典·森林利用分典》[J].生態文化,2016(1).
[3]國家林業和草原局.2017年度中國林業和草原發展報告[M].北京:中國林業出版社,2018.
[4]趙康.木材生產與森林環境保護[M].北京:中國林業出版社,2016.
[5]雷巍娥.森林康養概論[M].北京:中國林業出版社,2016.
[6]趙紹鴻.森林美學[M].北京:北京大學出版社,2009.
[7]夏玉芳,余麗萍.木材學實驗指導[M].貴州:貴州大學出版社,2014.
[8]徐峰,羅建舉.木材學實驗教程[M].北京:化學工業出版社,2014.
[9]劉一星,趙廣杰.木材學[M].北京:中國林業出版社,2012.
資助項目:福建農林大學本科教學改革研究一般項目:“森林利用學”教學內容改革探索,項目編號:111418063。