康有为、梁启超等维新派认为中国衰弱的根本原因在于教育不良，学术落后，救亡之道应从改良教育入手。1895年“公车上书”时主张改良政体，“废科举，兴学堂”不仅否定科举制度，还指出洋务教育的严重不足。梁启超在《学校余论》一文中就批评洋务教育“至今数十年，未尝有非常之才出乎其间，以效用于天下”，“所学者不过语句拼字文法之类，去西学尚远甚”。洋务派在办西学的过程中“虽糜巨万之资，竭数十年之力”，但成果最多“仅为洋人广蓄买办之才”而已。
维新派不仅批评洋务派的所谓西学教育粗浅平庸，“不过语言文字之浅，兵学之末，不务其大，不揣其本，即尽其道，所成已无几矣”。同时也不赞成洋务派所谓“中学为体、西学为用”的论调。严复指出：“体”和“用”是不可分割的，中学和西学各不相同，“中学有中学的体用，西学有西学之体用。分之则并立，合之则两止”。认为洋务派“中体西用”学西学不彻底，“盗西法之虚声，而沿中土之实弊”。
维新派主张引入“西学体用”，不仅要学习西方先进的自然科学知识，还要学习西方思想文化，改良政体。至少变“中体”为君主立宪制度，已成为当时先进人士中相当普遍的一种思潮。另一方面，有些洋务派也在总结办洋务教育的得失，郑观应在《皇清经世文三篇》第二卷《西学》中指出：“广方言馆、同文馆虽罗织英才，聘请教习，要亦不过只学语言文学，若夫天文、舆地、算学、化学直不过粗习皮毛而已，他如水师武备学堂，仅设于通商口岸，为数无多，且皆未能悉照西洋认真学习……况督理非人，教习充数，专精研究曾无一人，何得有杰出之士，成非常之才耶。”
在维新派推动下，清光绪二十一年闰五月(1895年7月)光绪帝下谕：自来求治之道，必当因时制宜。况当国事艰难，尤宜上下一心，图自强而弭隐患。朕宵旰忧勤，惩前毖后，惟以蠲除痼习、力行实政为先，叠据中外臣工条陈时务，详加披览，采择实行。如修铁路，铸钞币，造机器，开矿产，折南漕，减兵额，创邮政，练陆军，整海军，立学堂……皆应及时举办。……各直省将军督抚，将以上诸条，各就本省情形与藩臬两司暨各地方官悉心筹划，酌度办法，限文到一月内分析复奏。
天津海关道盛宣怀在甲午海战中看到日本国力的迅速崛起，深感教育的重要，他曾与美国教育家丁家立酝酿筹办新式高等学堂，效法西方培植高级人才。当他接到光绪皇帝上谕后，即向清廷禀奏：日本维新以来，提照西法，广开学堂书院，不特陆军海军将弁皆取材于学堂;即今之外部出使诸员，亦皆取材于律例科矣。仅十余年，灿然大备。盛宣怀提出：自强首在储才，储才必先兴学。中国智能之士，何地蔑有，但选将才于俦人广众之中，拔使才于诗文贴括之内，至于制造工艺皆取材于不通文理不解测算之匠徒，而欲与各国挈长较短，断乎不能，职道之愚，当直赶紧设立头等学堂、二等学堂各一所为继起者规式。
清光绪二十一年乙未阴历十月初二(1895年11月18日)，经光绪皇帝批准，盛宣怀按照美国大学模式在天津办起“北洋西学学堂”，后来更名为北洋大学堂。盛宣怀创办北洋大学堂的思想，源于他的洋务实践活动。他在《奏设天津中西学堂章程》中深感“自强之道，以培育人才为本。求才之道，尤宜以设立学堂为先”，“况树人如树木，学堂迟设一年，则人才迟起一年”。特别强调新式人才必须立足于自己培养，聘用洋人只能是暂时的、短期的。
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