今後的大學教育，也許真的需要一次真正意義上的返璞歸真。過去的教材似乎越來越厚，知識越來越多，章節越來越細，概念越來越複雜，但學生面對真實問題時，卻未必能夠迅速建立完整而清晰的認識。未來教學可能首先要重新回答一個最基本的問題：我們究竟是在教知識，還是在説明學生形成認識真實世界的能力？比如講水污染控制，也許不一定非要從大量概念、公式和分類開始，而似乎可以直接把一個真實而典型的汙水處理廠放在學生面前。從進水開始，經過十幾個連續處理環節，直到最終出水，讓學生首先看到水是怎樣一步一步發生變化的。教學從真實物件開始，從自然過程開始，從最直觀、最具象的形式開始，這或許才可能是大學教育重新獲得生命力的重要方向之一。
在這個真實案例的基礎上，知識或許可以再逐層展開。第一層可能可以看到工藝流程，第二層大概可以看到污染物在不同處理單元中的遷移和轉化，再往下也許可以進入微生物、化學反應、傳質過程、設備結構和運行控制。一本書甚至一門課程，似乎並不一定需要羅列幾十種工藝，而也許可以圍繞幾個或者十幾個最典型的案例展開。這些案例經過精細選擇以後，也許大致能夠覆蓋絕大多數常見工程情景。這樣做的關鍵，可能還是教學效率。案例未必越多越好，知識似乎也不是堆積得越多越好。如果幾十個案例之間不斷重複同樣的原理，學生獲得的往往可能只是重複記憶。真正高水準的課程設計，也許應當在案例選擇上極其精細，同時讓不同案例承擔不同的教學任務，每一個案例或許都該有自己的重點。
案例教學可能還必須具有批判性。真實世界似乎從來不像教材中的標準答案那樣穩定。自然條件也許具有不確定性，工程邊界經常可能發生變化，技術本身大概也存在能力邊界。同一種汙水處理工藝，在不同溫度、不同水質、不同負荷和不同管理水準下，結果可能完全不同。因此未來教材也許不能只告訴學生某一種技術為什麼有效，還應該——或者說可能需要——告訴學生它在什麼條件下有效，在什麼條件下可能失效，它的適用範圍大概在哪裡，它面對異常情況時又可能會出現什麼問題。批判性教學或許並不是專門尋找技術的缺點，而是訓練學生認識條件、邊界和不確定性。學生真正需要獲得的，可能不只是一個結論，而是形成結論的條件意識，這或許是構建新型大學教學體系最重要的基礎之一。
如果教學方式發生這樣的變化，傳統紙質教材可能就很難繼續承擔全部任務了。紙質教材似乎擅長線性閱讀，卻不太擅長表現複雜物件內部不斷展開的層級關係。未來教材也許更可能存在於電腦、平板和其他數位設備中。它大概不是簡單把紙質課本變成電子檔，而可能是一種多關聯、多層級、可以隨時展開局部細節的知識載體。它在總體上也許是一個完整而獨立的真實案例，在內部又可能隱藏著龐大的知識網路。學生看到的第一層可能非常簡單，但隨著探索不斷深入，視頻、語音、圖像、文字、表格、模型和資料或許會逐漸出現。人工智慧也許可以在這些節點上發揮作用，根據學生正在觀察的問題和已經形成的知識路徑，動態展開下一層內容。未來教材因此可能不再只是一本書，而似乎更接近一個可以探索的知識空間。
我們或許可以用一條魚來理解這種新教材。教材最上層呈現的，可能不是魚類學的一大堆抽象章節，而是一條具體、真實、可以被觀察的鯉魚。為了讓這個案例真正具有教學意義，也許甚至可以給它一個明確的名字，比如長江107號鯉魚。學生最開始看到的，大概就是這樣一條完整的魚。學生眼睛移動到魚鰓，也許可以看到魚鰓的結構、功能、物質組成和環境影響因素。繼續深入，可以看到組織結構、細胞組成和相關蛋白。移動到肌肉，或許可以繼續進入肌肉與骨骼之間的關係，再進入組織器官之間的協同關係。需要的時候，還可以繼續向生物化學連接層次展開，理想狀態下是無窮盡的知識級聯。更重要的是，這條魚似乎還可以被放進河流裡，與水體、食物、病毒、病菌和其他生物發生作用。知識因此可能不是被切碎以後分別存放，而是始終附著在一個真實物件上。
這種方法，呃，或許可以稱為知識有機體的層級關係教學法。這裡最需要強調的，可能是：我們建立這些層級關係，主要目的也許並不是重新劃分科學體系，而是為了教學。科學知識原本可以按照學科、專業和研究方向進行分類，但教學可能需要另一種組織邏輯。學生或許需要一個可以抓住的具體物件，需要從這個物件出發建立越來越複雜的認知結構。一門課程也許完全可以只選擇十個最有代表性的案例，每一個案例大概都可以是一個知識有機體。案例的外部形態可能是真實的，內部結構也許是層級化的，案例之間又可能彼此連接。三十六個課時的教學過程，本質上也許就變成教師不斷驅動這些知識有機體展開的過程。教師最重要的能力，可能也不再只是把知識講得完整，而是知道在什麼時間展開哪一層知識，為什麼展開，以及怎樣讓學生在展開過程中形成自己的問題。
因此，新教材或許必須擁有一種類似作業系統的調度能力。我們可以設想環境化學教學作業系統，也許也可以設想水污染控制教學作業系統。學生進入課程以後，看到的可能不是傳統目錄，而是若干真實案例。每一個案例內部，也許有統一而高效的知識調用結構。滑鼠移動時，系統或許可以自動展示不同層級的知識類目，讓學生連續地感受到知識結構。滑鼠點擊則可能成為進入深層知識的動作，打開某一個器官、某一個設備或者某一個反應過程的詳細頁面。未來也許還可以加入眼球跟蹤。學生在哪個區域停留更久，系統或許就可以判斷他可能正在產生興趣或者疑問，並適當呈現下一層資訊。教材的對話模式本身，也許也就成為教學設計的一部分。
這樣的教材，可能還有一個傳統教材很難實現的能力，就是讓遙遠的知識自動發生關聯。兩個知識點可能分佈在完全不同的頁面，也可能處在不同層級，甚至可能屬於不同學科，但只要學生當前的問題需要它們，它們似乎就應該能夠被自動連接起來。研究魚類呼吸時，也許可以調用水環境中的溶解氧知識，也可以調用生理學、環境化學、生態學和流體力學中的相關內容。研究汙水處理中的微生物時，或許也可以立即進入生物學、化學、材料學和自動控制中的相關層次。未來的教材也許必須允許學生擁有近乎無限的聯想空間，而關聯性、協同性和系統性，可能就是這種想像力最基本的支撐。人工智慧真正重要的作用，也許並不是替學生直接回答問題，而是在學生產生問題的時候，幫助他發現知識之間原本看不見的連接。
因此，未來真正需要建設的，可能不是一本又一本彼此獨立的新教材，而是一部不斷生長的大教材。整個科學知識體系，或許可以形成一個統一的底層知識空間，各個大學使用的基礎知識資源可能相同，但每所大學、每個專業、每位元教師所調用的部分、組合的方式和呈現的路徑，也許可以完全不同。教師可能不再需要從頭編寫一本完整教材，而是設計一條最適合自己課程目標的知識展開路線。學生也不再只是按照章節順序接受知識，而也許是在真實案例中不斷觀察、進入、展開、比較、懷疑和關聯。在腦機介面真正成為日常工具以前，螢幕上的知識交互，或許仍然擁有巨大的發展空間。大學教育真正需要改變的，也許不是把更多知識塞進課堂，而是創造一種更自然、更具象、更有生命力的知識組織方式，讓知識像一個有機體一樣，在學生面前逐層生長。
後記：大模型突飛猛進的時代，大學教育的直接目標可能要調整了，專業教育的手段和模式可能也不得不變化，可能多年以後，中國的大學就可能只剩下一本關於科學的教材了。大學的課堂也會在歸於沉寂之後迎來喧囂的春天。另外提一個啞謎：這個物理上全聯接的教材就是大模型在科學教育領域的一個透明全映射。