康有為、梁啟超等維新派認為中國衰弱的根本原因在於教育不良，學術落後，救亡之道應從改良教育入手。1895年「公車上書」時主張改良政體，「廢科舉，興學堂」不僅否定科舉制度，還指出洋務教育的嚴重不足。梁啟超在《學校余論》一文中就批評洋務教育「至今數十年，未嘗有非常之才出乎其間，以效用於天下」，「所學者不過語句拼字文法之類，去西學尚遠甚」。洋務派在辦西學的過程中「雖糜巨萬之資，竭數十年之力」，但成果最多「僅為洋人廣蓄買辦之才」而已。
維新派不僅批評洋務派的所謂西學教育粗淺平庸，「不過語言文字之淺，兵學之末，不務其大，不揣其本，即盡其道，所成已無幾矣」。同時也不贊成洋務派所謂「中學為體、西學為用」的論調。嚴復指出：「體」和「用」是不可分割的，中學和西學各不相同，「中學有中學的體用，西學有西學之體用。分之則並立，合之則兩止」。認為洋務派「中體西用」學西學不徹底，「盜西法之虛聲，而沿中土之實弊」。
維新派主張引入「西學體用」，不僅要學習西方先進的自然科學知識，還要學習西方思想文化，改良政體。至少變「中體」為君主立憲制度，已成為當時先進人士中相當普遍的一種思潮。另一方面，有些洋務派也在總結辦洋務教育的得失，鄭觀應在《皇清經世文三篇》第二卷《西學》中指出：「廣方言館、同文館雖羅織英才，聘請教習，要亦不過只學語言文學，若夫天文、輿地、算學、化學直不過粗習皮毛而已，他如水師武備學堂，僅設於通商口岸，為數無多，且皆未能悉照西洋認真學習……況督理非人，教習充數，專精研究曾無一人，何得有傑出之士，成非常之才耶。」
在維新派推動下，清光緒二十一年閏五月(1895年7月)光緒帝下諭：自來求治之道，必當因時制宜。況當國事艱難，尤宜上下一心，圖自強而弭隱患。朕宵旰憂勤，懲前毖後，惟以蠲除痼習、力行實政為先，疊據中外臣工條陳時務，詳加披覽，采擇實行。如修鐵路，鑄鈔幣，造機器，開礦產，折南漕，減兵額，創郵政，練陸軍，整海軍，立學堂……皆應及時舉辦。……各直省將軍督撫，將以上諸條，各就本省情形與藩臬兩司暨各地方官悉心籌劃，酌度辦法，限文到一月內分析復奏。
天津海關道盛宣懷在甲午海戰中看到日本國力的迅速崛起，深感教育的重要，他曾與美國教育家丁家立醞釀籌辦新式高等學堂，傚法西方培植高級人才。當他接到光緒皇帝上諭後，即向清廷稟奏：日本維新以來，提照西法，廣開學堂書院，不特陸軍海軍將弁皆取材於學堂;即今之外部出使諸員，亦皆取材於律例科矣。僅十餘年，燦然大備。盛宣懷提出：自強首在儲才，儲才必先興學。中國智能之士，何地蔑有，但選將才於儔人廣眾之中，拔使才於詩文貼括之內，至於製造工藝皆取材於不通文理不解測算之匠徒，而欲與各國挈長較短，斷乎不能，職道之愚，當直趕緊設立頭等學堂、二等學堂各一所為繼起者規式。
清光緒二十一年乙未陰曆十月初二(1895年11月18日)，經光緒皇帝批准，盛宣懷按照美國大學模式在天津辦起「北洋西學學堂」，後來更名為北洋大學堂。盛宣懷創辦北洋大學堂的思想，源於他的洋務實踐活動。他在《奏設天津中西學堂章程》中深感「自強之道，以培育人才為本。求才之道，尤宜以設立學堂為先」，「況樹人如樹木，學堂遲設一年，則人才遲起一年」。特別強調新式人才必須立足於自己培養，聘用洋人只能是暫時的、短期的。