| 项目时间：

7 月 15 日 -7 月 24 日（10 天集训）

| 适合学生：

对机器学习和医疗人工智能领域感兴趣、未来想要申请学习生物、医学、人工智能相关专业的学生。具有良好的数学和计算机背景，最好有 Python 编程经验。

| 课程简介：

本课程主要由三部分组成：课堂授课、实验与讲座。在课程部分，我们将会深入浅出地讲解机器学习、生物信息学等领域的重点主题，从线性回归到深度神经网络，从数据处理方法到模型训练评估，满足你对理论知识的好奇心；实验部分，你将通过 Python 编程获得机器学习建模的第一手实践经验，亲自上手将课程内容通过程序代码进行实现；在外部讲座中，你将有机会了解最前沿的医疗人工智能科研方向与应用领域。

| 课题前景：

人工智能的发展不仅对职业类型产生影响，也影响着许多行业的变革，其中最具意义的便是医疗行业，以牛津大学高等研究院 ( 苏州 ) 的数字健康中心为例，其已经投入使用的：基于世界上最大的匿名电子医疗数据库之一，开发了新冠 AI 快速分诊工具，并已在英国公立医院进行了使用。随着 DeepSeek 的爆火，其在医疗行业的应用也受到众多关注，目前全国各地的多家医院纷纷引入国产 AI 大模型 DeepSeek，并通过本地化部署将其应用于临床、科研和行政管理等多个场景。未来，AI 将深度参与临床决策支持、病历质控、影像分析等场景。  

| 理论学习内容：

• 基础算法 : 线性回归、逻辑回归、支持向量机（SVM）、K- 近邻（KNN）、朴素贝叶斯等经典机器学习算法的基本原理、优缺点及适用场景
• 深度学习模型：如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）、长短时记忆网络（LSTM）、生成对抗网络（GAN）等
• 生物信息学：生物学原理与计算机科学的交叉领域
• 医疗人工智能：临床实践中各类风险评分的典型示例，AI 如何在实际医疗场景中发挥关键作用
• 医学数据举例和拓展：如生理信号（ECG 心电图）、生命体征（床边检测器相关的血压，血氧，心跳，呼吸率）、电子医疗病例（诊断码、病史、用药、手术信息）等

| 实验 / 实操学习内容：

• Python 对鸢尾花数据集、MNIST 数据集进行任务处理，包括数据导入、数据可视化制作（散点图、直方图）等
• 鸢尾花数据集训练机器学习模型，包括数据预处理、运用 PCA、训练模型、评估模型性能等
• 在这个阶段学生将有机会体验亲自收集自己的生理信号，然后完成信号处理。

* 实验部分无需进入实验室进行操作

 

| 项目时间：

7 月 15 日 -7 月 24 日（10 天集训）

| 适合学生：

适用于对分子生物学、核酸检测、环境科学等感兴趣的同学

| 涉及内容：

分子克隆、PCR 技术基础知识 | 拉曼光谱技术 | 环境污染生物修复的原理及实验 | 分子诊断技术在疾病快速检测方向的应用

| 课程简介：

以分子生物学为核心的实验诊断技术是当前感染性疾病临床实验诊断的重要手段，高效、快速地检测病原微生物对于感染性疾病的临床诊疗意义重大。本课程中，学生将学习分子克隆和 PCR 技术、拉曼光谱技术、分子诊断技术在疾病快速检测中的应用等内容，助力疾病早期发现与治疗。通过学习，学员将掌握生物技术在相关领域的前沿应用，为研究与实践提供有力支持。

| 课题前景：

生物技术的应用和发展前景伴随着生命科学的新突破，现代生物技术已经广泛地应用于工业、农牧业、医药、环保等众多领域，产生了巨大的经济和社会效益。根据纳斯达克数据，截至 2023 年 11 月，全球生物技术市场价值 1.22万亿美元，预计到 2030 年将增长至 3.21 万亿美元。虽然我国生物技术行业起步相对较晚，但是国家高度重视生物技术行业的发展，近年来发布不少相关政策。2023 年 12 月 28 日，工业和信息化部发布的《关于加快传统制造业转型升级的指导意见》也提到，要推动生物技术在食品、医药、化工等领域加快融合应用。

 

| 理论学习内容：

• 分子克隆的基本概念、原理和步骤
• 拉曼光谱的基本原理
• 分子诊断的基本概念、分类（如核酸诊断、蛋白质诊断等）
• 分子诊断技术在疾病快速检测中的应用原理，如核酸扩增技术、生物芯片技术、基因测序技术等在疾病检测中的应用原理和优势
• 通过与一线科研人员的观摩和交流深入了解日常的科学研究工作如何进行
• 通过在指导下阅读前沿的科学文献并学习完成科学问题的文献综述
• 牛津大学教授和科研人员带来从宏观科学问题的讨论到具体的科研课题的主题演讲

| 实验 / 实操学习内容：

• 分子克隆实验
• PCR 扩增实验
• 拉曼光谱实验
• 核酸提取、核酸扩增、基因测序

 

| 项目时间：

7 月 15 日 -7 月 24 日（10 天集训）

| 适合学生：

对生物医疗领域的科学探索有兴趣、未来想要申请学习分子生物学、材料科学或生物医学相关专业的学生。

| 课程简介：

再生医学是一门跨学科的学问，其中包含了组织工程和生物材料研究，同时也涵盖了自愈研究 -- 即身体是如何利用自身系统和防御机制来再生细胞并重建组织和器官的。课程将为你提供亲身体验和学习再生医学和生物医学工程领域前沿科学研究的绝佳机会，专为对尖端科学研究有浓厚兴趣的学生设计。你将亲身感受到再生医学的多学科性质，并能与顶尖研究人员一起工作，参与前沿科技研究的观察学习以及实践活动。课程内容丰富，涵盖细胞培养和分子生物学技术 ( 如 PCR), 通过 3D 打印和计算机辅助 3D 设计来创建功能性材料和生物反应器等主题。通过积极参与实验过程，学生将加深对生物工程原理和再生医学技术的理解，帮助他们明确学术兴趣，做出明智的学业规划。

 

| 理论学习内容：

• 聚合酶链式反应（PCR）引物设计
• 分子生物学（DNA/RNA、基因组）
• 3D 打印技术原理及应用
• 细胞生物学：在细胞层面上研究生命活动基本规律
• 冷等离子体概念及应用
• 参与尖端研究过程：观察并与研究人员互动，了解先进的科学研究中使用的方法和方法论
• 探索未来的学术道路：反思所获得的实践经验和跨学科知识，帮助指导你未来的学术和职业决策。

| 实验 / 实操学习内容：

• 移液器、显微镜使用培训
• PCR 实验：涵盖 DNA 分离、扩增、凝胶电泳及成像等流程
• 电纺丝技术制作丝膜
• 3D 生物反应器设计与组装
• 细胞培养实验

| 项目时间：

7 月 15 日 -7 月 24 日（10 天集训）

| 适合学生：

未来计划申请化学、材料科学、化工方向（Chemistry / Material Science / Chemical Engineering）等专业的学生

| 涉及内容：

化学（电化学、无机化学）、材料科学（纳米材料学、新能源材料、材料化学、材料表征学）、工程学（绿色化工、精细化工 )

| 课程简介：

本课程是针对于对化学、材料科学或化学工程感兴趣的初学者，了解并学习现代化学科学和材料科学如何开发新材料和新器件来解决绿色氢气能源的相关问题。具体课程产出是，了解和学习质子交换膜（PEM）电解槽中膜电极的结构设计和制备方法 / 流程，并测试和比较不同膜电极器件的性能。质子交换膜 (Proton exchange membrane, PEM) 电解槽是现有唯一的一种可匹配波动性新能源电力（太阳能、风能和可控核能所发电力）来制取绿色氢气的电解槽。其工作原理是，在连接可再生电力后，向 PEM 电解槽中通入一定量的水，在催化剂和膜电极的作用下，水分子会反应分解为高纯氢气和氧气（整个过程没有碳排放）。其中贵金属催化剂和膜电极是决定质子交换膜酸性电解槽性能和效率的关键材料和组件。从技术上，相比传统的碱性电解槽制备氢气，PEM 电解槽具备系统响应快、工作电流密度高、制备的氢气纯度高、以及输出压强大（利于氢气储存）等优点。因此 PEM 电解槽被列为实现氢能经济中大规模制氢的关键技术。

| 课题前景：

绿色氢气被视为终极能源，特别是在解决气候变化和降低温室气体排放的挑战背景下，绿氢正在受到越来越多的重视。绿氢以风能、太阳能、水能等可再生能源为依托，借助电解水或热解水技术制取氢气 ，整个制氢流程不会排放二氧化碳，实现了零碳排放。 这种独特优势，让绿氢在未来能源体系中占据关键地位，成为能源转换与存储的核心环节，是助力实现 “双碳” 目标的重要力量，对推动能源转型和可持续发展意义深远。全球对绿氢的需求也是持续快速增长，在 2030 年将达到约 7000 万吨，因此全球正在大力发展绿氢相关技术，特别是绿色氢能的制取是氢能技术的基础、核心和难点。目前，氢能已经应用于交通、工业、能源等多个领域，如氢燃料电池汽车、氢燃料电池公交车等。

| 理论学习内容：

• 电解水制氢反应的热力学和动力学基本原理
• PEM 电解槽的构造和设计原理
• 膜电极的结构和制备工艺简介
• 膜电极中催化剂材料的合成方法和路径对比
• 催化剂的物理结构表征方法和原理简介
• 催化剂的电化学性能测试方法和原理简介

| 实验 / 实操学习内容：

• 通过液相法和烧结法来目标合成催化剂
• 使用 XRD\SEM 等来表征催化剂的相关结构
• 使用催化剂按照配比来配置涂敷浆料
• 操作平板涂布机完成催化剂的浆料电极涂敷
• 使用高分辨光学显微镜对制作的膜电极进行形貌分析
• 评估膜电极的制氢性能

| 项目时间：

7 月 15 日 -7 月 24 日（10 天集训）

| 适合学生：

对太阳能技术发展感兴趣、未来想要学习物理、工程、材料相关专业的学生。

| 课程简介：

钙钛矿薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池。它使用钙钛矿材料做成薄膜，具有转换效率高、制造成本低等多种优点。相比传统的硅基太阳能电池，它可以更高效地把阳光转换成电能，而且更轻、更薄、更灵活，可以做成各种形状和大小的太阳能电池板。目前，制造钙钛矿薄膜太阳能电池的技术还在不断改进和发展中，但已经有很多人在研究和使用它。

| 课题前景：

钙钛矿薄膜太阳能在太阳能发电、便携式电子设备（如智能手机、平板电脑、笔记本电脑）、建筑集成、电动汽车、航天航空等领域有着广泛的应用潜力。《科学》杂志评选十大突破，钙钛矿薄膜太阳能电池入选，被称为最有前景的下一代光伏技术。不仅如此，2019 年至今，我国更是接连发布了 9 个与钙钛矿相关政策及文件，其中 7 项政策出自近三年，多次强调努力推进钙钛矿光伏电池标准化工作。

| 理论学习内容：

• 太阳能电池的基本原理和构成
• 钙钛矿材料的特性结构和制备方法
• 钙钛矿薄膜太阳能电池的制造工艺和技术路线
• 钙钛矿薄膜太阳能电池的优势和不足之处
• 钙钛矿薄膜太阳能电池的应用案例及前景
• 通过观摩及与一线科研人员的交流，深入了解日常科学研究工作是如何进行的
• 在指导下阅读前沿科学文献并学习完成科学问题的文献综述

| 实验 / 实操学习内容：

• 太阳能电池的制备：制造太阳能电池薄膜材料，电极沉积实验
• 测试太阳能电池的电学特性：电流 - 电压（I - V）特性表征实验
• 评估太阳能电池的光电转换效率：外量子效率（EQE）特性表征与分析实验
• 分析不同材料的晶体结构：X 射线衍射（XRD）测量演示实验
• 观察不同材料的表面形貌和微观结构：扫描电子显微镜（SEM）测量演示实验

| 项目时间：

7 月 15 日 -7 月 24 日（10 天集训）

| 适合学生：

对固体物理学、半导体物理与器件、纳米材料学感兴趣，未来想要申请物理学、电子科学与技术或材料科学等相关专业的学生。

| 课程简介：

本课程结合系统理论讲解与动手实验训练，为学习者提供扎实的理论基础和实践经验，旨在帮助学习者全面了解 QLED 的基本结构、核心特性及其潜在应用，激发对前沿科技的兴趣，培养科学思维能力，并为未来的专业选择和个人发展提供有力指导。课程内容涵盖理论学习与实验实践两个部分。

| 课题前景：

量子点是一种尺寸在 1 到 100 纳米之间、具有显著量子限域效应的半导体纳米晶体。自 2023 年量子点技术获得诺贝尔奖以来，该领域的研究和应用正在快速推进。胶体量子点以其发光波长易于调谐、窄带发射、高效率等优异特性，广受关注。基于量子点的发光二极管（QLED）因其高效、低成本、轻薄柔性等特点，展现出巨大的发展潜力。这种技术在多个领域都拥有广泛的应用前景，包括照明、显示、通信、AR/VR、医疗与生物成像，以及下一代量子光学技术等。例如：量子点技术在显示领域可以提供更高的显示质量和色彩饱和度，有助于我们日常使用的电视、电脑变得越来越轻薄、清晰、色彩更丰富饱满。根据 Mordor Intelligence 预测，2025 年量子点市场规模估计为 649 亿美元，到 2030 年有望达到 1448 亿美元，2025-2030 年期间的复合年增长率为 17.4%。

| 理论学习内容：

• 半导体物理基础理论
• 发光二极管的工作原理及关键性能参数
• 量子点材料特性及其应用前景
• 通过与一线科研人员的深度交流，了解如何开展前沿科学研究
• 阅读新型光源相关文献，整理并分析新型光源所面临的科学问题，撰写文献综述
• 牛津大学教授主题演讲：新型光电子器件

| 实验 / 实操学习内容：

• 分别采用溶液加工法和真空热蒸发法制备功能薄膜
• 测试量子点薄膜的光物理特性
• 制备标准红光量子点发光二极管
• 测试量子点发光二极管的电学特性，包括电流 - 电压 - 亮度 - 效率等参数
• 分析影响关键性能参数的主要因素，如高荧光量子效率和光耦合输出效率
• 观察量子点薄膜在光致与电激发下的特性