2024年7月，上海交通大学生物医学工程学院“学森暑期挑战计划”暨青浦高级中学“科创夏令营”共开设四门实践课程。其中，《基于3D打印的手机显微镜设计与实践》实践课由生物医学工程学院杨建龙老师主讲，带领同学们了解基于智能手机的生物医学仪器原理、技术和应用，利用每个人自己的手机、3D打印机和废旧手机的摄像头，建模组装制作一个低成本、具有调焦能力的手机显微镜。

课程简介

      随着半导体、集成传感器、人工智能等技术的发展，智能手机已经具有了较强的信息综合处理能力，同时具备更强的便携性。基于此，手机摄像头可以用于一些生物医学检测，本课程所设计实践的手机显微镜正是一例。

      在本课程中，同学们将利用每个人自己的手机、3D打印机和废旧手机的摄像头，在老师的指导下，自己建模组装制作一个低成本、具有调焦能力的手机显微镜，并使用自己制作的手机显微镜观察生物组织样本的细胞结构。基于上述成果完成实验汇报与展示。

课程过程 

      同学们大多是第一次接触生物医学工程这个听起来很高端的专业，因而纷纷表现出极大的热情。课堂上，杨老师耐心为大家讲解光学的原理、3D打印的技术和方法等等，并与助教一起带领同学们学习使用Solidworks软件。在老师的悉心引导下，同学们从一个简单的建模开始，慢慢学会设计并成功制作出了自己的手机显微镜。

成果展示

      经过五天的理论和实验学习，同学们都成功制成了自己的显微镜。同时还在老师图纸的基础上，提出了自己的创新设计方案并优化建模，让手机显微镜的使用能更加轻松便捷，以适应更多不同的情况。

      课程的最后，同学们以此进行成果汇报，展示各小组的最终设计成果，并且提出了对这个项目的未来展望，老师和助教也对大家作出了高度评价。

课程反馈

学生感想

      五日时光如白驹过隙，转眼学森挑战营的手机显微镜课程已然结束，但心中余音未央。回想这五天的课程学习，我认为用这四个字形容其为最佳：慎、韧、凝、创。

       一言“慎”，在3D建模的过程中，我们对每一毫米都认真严谨，不敢有秋毫之别；同时我们要考虑3D打印机的误差，去寻觅出最佳的尺寸、打印方式和模型结构。我们始终以审慎之心对待作业任务，以高标准高要求的“慎”字去要求自己，最终得以圆满完成课程任务。

       二言“韧”，在初次接触Solidworks和3D打印时，大家不免手忙脚乱，从打印卷边到电脑死机丢文件，各类错误层出不穷。但在反复试错后，大家仍然以不辍的“韧”一轮又一轮地向错误发起冲锋，一次又一次地扑向难题，去拿出一个又一个的高质量方案与作品。

      三言“凝”，即凝聚。不论哪个组，能够拿作品，既不是靠一个人的奇思妙想，也不是凭一个人的熬夜加班，而是整组人的智慧凝聚，是助教和老师的有问必答和高质量指导，才使得好作品的出炉变为可能。所以我真心感激老师、助教和同学们给予的帮助，正是大家蓬勃的凝聚力，才使得我能够尽快初步掌握Solidworks和3D打印，去按时的正确的完成自己的任务。

       四言“创”，创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。“创”这个字是此次课程最鲜明最重要的着力点，在这里的每一分每一秒都是创造的show time。我们的创新点各不相同，有模型一体化，有添加照明系统，有底座再设计，还有手机平台夹持型和平放型的两类演变等等。在这五天里，我见证了多种设计要素活力的竞相迸发，感受到了各股创新源泉的充分涌流，去走向开创，拥抱创造。

      时间的如椽之笔，一笔一画书写这五日课程的灿烂时光，使我对生物医学工程学科产生了浓厚兴趣，对团队协作和创造创新有了更深切的体会。这启示着我要在学习生活中同样追求贯彻慎、韧、凝、创的四字精神，直面困难，勇担重任。希望能在两年后重返交大校园，进一步精进自己的学业，为社会的科学发展尽一份自己的绵薄之力。

——优秀营员 孙浩然·山东省实验中学

助教反馈 

      非常荣幸有机会以助教的身份参与到今年的生医工"学森挑战计划"暨青浦高级中学"科创夏令营"中来。同学们在五天的授课时间内给我带来了不小的震撼：无论是大家对课程的热情，还是在遇到挑战时不屈不挠的态度，以及最终每个小组都拿出了远远超出我们课程设计时对大家要求的成果，都给我留下了深刻印象。

      我看到同学们一早来到实验室，却又很晚不肯离去；不停地提问、建模，尝试手机显微镜设计的新方案，提出自己的创造性想法。这种求知若渴、勇于创新的精神令人钦佩。看到这样的场景，我想，这次夏令营的意义也正在于此：让大家亲身体验科研的乐趣与挑战，激发对科学的热爱，培养创新思维和解决问题的能力。

      在这短短的五天里，同学们不仅学习了新知识、掌握了新技能，更重要的是展现出了面对未知领域时的勇气和毅力。每一次的失败都成为他们前进的动力，每一次的成功都让他们更加自信。

      最后，我要衷心感谢学院领导、各位老师，以及志愿者同学们对我们的鼎力相助和无私支持。你们的付出为这次夏令营的顺利进行提供了坚实保障。当然，最要感谢的是各位参与的同学们。你们的热情参与、积极思考和团队协作，不仅让这次夏令营精彩纷呈，更让我深刻体会到教学相长的真谛。你们的成长和进步，是对我们最大的回报和鼓舞。

——课程助教 张伟逸·上海交通大学

      CAD的技术含量是比较高的，也是我到在大一才开始接触学习的内容，对于高中生而言有一定的挑战性，而核心软件Solidworks对同学们来说也是一款比较陌生的软件。同学们在设计和实践的过程中遇到了不少的困难，大家大都能通过小组合作讨论来解决，也有少数的时候需要助教和老师的帮助。同学们从零基础开始到能熟练使用建模软件，最后独立改进设计，学习了很多课本上学不到的知识和技能，对于拓展视野、增长见识，乃至以后的大学学习都会很有帮助。

——志愿者 吕乐凡·山东省实验中学

主讲教师 

      杨建龙，上海交通大学生物医学工程学院长聘教轨副教授。2015年毕业于上海交通大学物理系激光等离子体教育部重点实验室，获光学工程博士学位。2016至2018年任OCT共同发明人David Huang教授课题组，美国俄勒冈健康与科学大学博士后研究员。2018至2021年任中国科学院宁波材料技术与工程研究所“春蕾人才”副研究员。长期开展基于光学的新型诊疗技术和仪器研究，先后主持/参与国家自然科学基金、美国国立卫生研究院等项目十余项。已在国内外主流同行评议期刊和会议上发表论文七十余篇，其中第一/通讯作者论文四十余篇。申请中国/美国/PCT发明专利二十余项，已获授权十余项。国际首创手持式OCT血流成像技术，已被大量被应用于儿科临床研究。所研发铥光纤激光技术被转化形成中电科天之星激光技术（上海）有限公司，近红外激光结膜消融术用于老年性干眼症治疗转化形成Unfold Therapeutics公司。

支撑团队 

刘佳霖、张浩然、刘畅、张伟逸