洋务时期的科技教育
早在1867年，张之洞担任湖北学政，非常重视教育。他的教育思想集中体现在他著的《劝学篇》。[37]《劝学篇》有24篇，主张“中学为内学，西学为外学；中学治身心，西学应世事”。先明内学，择西学以用之。立学堂，修铁路，采用西技西艺。其中的《外篇》主张向西方学习西政、西史、西艺。所谓西艺，就是西方各类科学技术，包括算、绘、矿、医、声、光、化、电等。在《益智》中，张之洞谈到“西智”，说:“自强生于力，力生于智，智生于学。孔子曰:‘虽愚必明，虽柔必强。未有不明而能强者也。’人力不能敌虎豹，然而能擒之者，智也；人力不能御大水、堕高山，然而能阻之、开之者，智也。岂西人智而华人愚哉?欧洲之为国也多，群虎相伺，各思吞噬，非势均力敌不能自存，故教养富强之政，步天测地、格物利民之技能，日出新法，互相仿效，争胜争长。且其壤地相接，自轮船、铁路畅通以后，来往尤数，见闻尤广，故百年以来焕然大变，三十年内进境尤速……夫政刑兵食，国势邦交，士之智也；种宜土化，农具粪料，农之智也；机器之用，物化之学，工之智也；访新地，创新货，察人国之好恶，较各国之息耗，商之智也；船械营垒，测绘工程，兵之智也。”这段文字说明张之洞是非常重视教育与科技的。他的这些思想，在实践中也有所体现。
1869年，张之洞在武昌创办了经心书院。甲午战争之后，张之洞认为要挽救中国之危亡，必须经史与西学相济，两相并重。1890年，张之洞主张把传统的书院改变成新式学校。改变经心书院的管理体制，把山长改为监督。1897年，经心书院改变学习内容，将传统的经解、史论、诗赋等内容作为学生课余自学，而新设外政、天文、格致、制造四科。为避免专业方向过于狭窄，又将原设四种改订为天文、與地、兵法、算学四科。经心书院的后山上设有天文台，有仪器设备，供观测天象用。[38]
1890年，张之洞于武昌营坊口都司湖畔创建两湖书院。[39]据张之洞1891年在《咨南北学院调两湖书院肄业生并单》中所言:“课士之法，分经学、史学、理学、文学、算学、经济学六门。”[40]显然，这时书院开设的课程，已由过去单纯重视儒学，转变为重视知识的均衡性。不过，算学、经济学这两门课程一直缺少老师，开设较为困难。书院还增加了测绘地图等课程内容，附于地理学之中。1896年，两湖书院重颁学规课程，强调学习西方的科学文化，聘进了一批学有专长的教师，均为著名学者，如舆地学的邹代钧、杨守敬，兵法史略学的陈庆年，算学的华蘅芳、汤金铸、曹汝英，测绘学的罗照沧，化学的徐振清，天文学的贾文浩，博物学的王季征。[41]此外，李维格也曾在书院任教。
1892年，湖北兴办了矿务局工程学堂，请外国人授课，学习煤炭和铁矿石等方面的知识，并结合湖北的矿藏进行分析与研究。美国学者毕乃德在《中国最早的现代官办学校》(The EarliestModern Government Schools in China)中记载:“中日战争前开办的最后一类政府主办的现代学校是湖北省矿务局所属采矿工程学堂。1890年4月，一个分析湖北、湖南两省煤炭和矿石的实验室设立于武昌。1891年7月，组办一个班级研究分析煤炭和铁矿石的方法。1892年6月，这个班级扩充成为学堂，增加了化学和物理两门课程。到了1895年，该校有20名学生受教于牛津大学硕士Henry H.Robinson和Low Kuo-Jui以及其他中国教师。”[42]
1896年，张之洞在武昌黄土坡鄂园(今首义路71号)对面创立湖北武备学堂，其中特别强调军事科技，在其颁发的《招考武备学生示并章程》中说到办学的缘由:“湖广为长江上游，南北枢纽……外洋各国，于兵事讲求日精，器械既殊，营垒亦异，地图阵法、军装医药无一不穷极精微。”因此，新开设的湖北武备学堂“讲堂功课如军械学、算学、测量、绘图学、枪炮机簧理法、枪炮诸件用法、子弹引信药力理法、子弹引信各件用法、枪队炮队马队营阵之要、营垒桥道制造之法、山川险易攻守进退之机”等都要作为学习内容。[43]
1897年，张之洞委任陈庆年为湖北译局总办，翻译了《格致学丛书》《化学全书》。张之洞注意到日本学习西学走在中国前面，翻译西书可以先从翻译日文书籍入手。
1906年，张之洞筹办的两湖总师范学堂在武昌正式招生，学习课程以经学、教育学为重点，但也学习算学、地理、物理、化学、博物等课程。理化专科学生重点学习物理、化学、代数、几何、三角、图画等课程，博物专科学生则重点学习植物、动物、生物、物理、化学、矿物、代数等课程。教物理、化学、博物的为日本人，教西学的则大多是留学归国生。这所学校为湖北、湖南等地培养了师资。[44](https://www.daowen.com)
1906年，张之洞还在武昌昙华林兴办了湖北军医学堂，教授近代西方医学及解剖学，学生近百人。
1909年，在武昌通湘门兴办了测绘学堂。分三角、地形、制图三科，学习三角测量、地形测绘学、制图学、理化、数学等课程。后来，该校改名为湖北陆军测量学校，培养军事测绘人才。
晚清，武汉与北京、福州、上海、天津、南京、广州等地一起，为近代自然科学培养了一些知识分子。有学者统计，位于武昌的湖北矿物工程学堂在1892年毕业了20名学生，湖北自强学堂在1893年毕业了120名学生。[45]
晚清，湖北地方官员重视留学。张之洞等人认为，读外国书籍不如到外国去学习，到日本留学比到欧美留学要经济一些。湖北留日学生，学习的专业包括工科、理科、农牧、医药、染织等，分布在早稻田大学、明治大学、铁道学校、测量专门学校等。1898年，张之洞派知州姚锡光到日本考察各类学校，姚锡光回国写了《东瀛学校举概》，介绍了日本学校的情况，为湖北举办新式学校提供了信息。
1903年，中国留日学生湖北同乡会主办的《湖北学生界》在日本东京创刊。第1期发表的《开办章程》介绍了该杂志的体例，设立实业、理科、医学、地理等栏目，专门从事科学宣传。
据日本学者统计，1904年，中国各省留学生约3000人，其中湖北有423人，皆属张之洞所派者。[46]截至辛亥革命前夕，湖北留日学生累计达5000人，位居全国第一。至1911年，湖北留学欧美人数约200人。[47]
