寒川在应对资源可持续性挑战的实践中，愈发深刻地洞悉：无论是化解民生矛盾，还是平衡自然索取，其根本解决方案，终究依赖于人的智慧与能力。科技兴邦的宏伟大厦，若缺乏一代代具备对应知识、技能与思维方式的建设者作为基石，终将沦为沙上之塔。然而，随着科技体系日趋复杂、应用领域持续拓展，寒川初期建立的、以应急与实用为导向的蒙学、技工学堂及高等学院，其局限性渐次暴露——一场关乎国家长远命运的教育体系深层变革，已迫在眉睫。
问题的凸显，集中体现在三大领域：
在工造总局，禽滑略面对“寒川二式”后装枪研发中遭遇的材料疲劳、闭锁机构精度等深层难题时，发现麾下工匠虽手艺精湛、能依图制作，却绝大多数对其背后的力学原理、材料特性认知浅薄。一旦遭遇图纸未涵盖的意外状况，便束手无策，只能依赖禽滑略等少数核心人员破局。禽滑略痛心直言：“匠人虽众，然通晓‘所以然’者，实乃寥寥无几！此非工匠之过，乃教化之失也。如此，何以应对未来更精微之技术挑战？”
在药石司，华棠的困扰同样深刻。其对磺胺衍生物及新药方的探索，已进入需系统化学知识与严谨实验方法支撑的阶段，但助手多仅能完成机械性操作与记录，缺乏独立设计实验方案、分析实验数据、提出科学假说的能力。华棠叹息：“医道如筑根基，若只识药方而不明医理，终为庸医；格物之学若只知效仿而不悟本源，何以谈创新？”
即便在基层农技推广与工坊管理中，王玄策与苏婉清亦发现：懂得新式农具维修、能操作简易机床的“熟练工”尚易寻觅，但可理解技术原理、推动小改小革、乃至管理小型生产线的“技术骨干”却极度稀缺。现有教育体系，似仅能培育“知其然，而不知其所以然”的执行者，难以孕育可推动技术持续进步的创造者与组织者。
林牧之听取各方汇报后，沉思良久。他回望观星阁中定下的“引领时代”愿景，深知此目标绝非空谈，其根基在于人才的厚度与高度。他清醒意识到：寒川教育体系在完成扫盲与初级技能培训的“量的积累”后，必须向“质的飞跃”迈进——从单纯的技能传授，深化为能力培养与思想启蒙。
“诸公，”林牧之在议事时肃然开口，“以往之教育，多为‘授人以鱼’，仅解燃眉之急。然，欲使我寒川科技之树常青，必须‘授人以渔’！不仅要教会子弟使用现有器物，更需激发其探索未知之心，掌握创新之法！此乃教育之根本变革，关乎国运兴衰！”
一场以深化教育改革、构建完整科技教育生态为目标的系统工程，在林牧之的强力推动下全面铺开。其核心是建立一套覆盖启蒙、基础、专业、研究全阶段，理论与实践深度融合，侧重科学思维与创新能力培育的现代化教育体系。
一、夯实基础：蒙学教育的科学化改造
林牧之下令升级原有蒙学教育，不再局限于识字算数，增设自然常识课程。他组织学者编撰《万物图说》等启蒙教材，以浅显语言与直观图画，向孩童介绍天地山川、草木虫鱼、水火风力等自然现象，激发其对世界的好奇心。在条件优越的蒙学堂，更尝试设立“格物角”，陈列磁石、棱镜、植物标本等实物，引导学生亲手触摸、细致观察，培养主动观察与独立思考的习惯。王玄策评价：“此乃‘播种’之业，虽见效迟缓，然意义深远！”
二、贯通中等：技工学堂的转型升级
原有技工学堂不再仅作“职业培训所”。禽滑略亲自主导制定新教学大纲，要求技能训练与理论讲解并重：学生学习车、钳、铣、焊等技艺时，必须同步修习《机械原理》《材料初识》《算术应用》等基础课程。学堂聘请兼具实践经验与理论认知的工匠或学院毕业生任教，引导学生不仅能“动手做”，更能明晰“为何如此做”“如何做得更优”。同时鼓励学有余力者参与工坊实际技术革新，培育解决具体问题的能力。
三、强化高等：工造学院与格致学院的深度融合
寒川工造学院与药石学院（后扩充为涵盖更广基础科学的“格致学院”）被赋予新使命。林牧之要求高等学院教育必须实现前沿化、系统化、研究化：