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到了1870年，由于沈葆桢本人深感造船机器的奇巧，他完全确信那些渊深的学问——尤其数学——是西方技术的基本功。在一份他和闽浙总督英桂联衔于1870年呈上的奏折中指出：轮船与枪炮的质量取决于数学。现在西洋船舰和火器异乎寻常的改进，几乎到了不可思议的程度；这是计算能力日益精细的结果；如果计算稍稍细致一分，那么机器的使用就会灵巧十倍。沈葆桢考虑到，等到1874年福州学生毕业时最多也就上过七年学，于是他在1873年上疏清帝说，应该把最好的毕业生送到法国和英国去深造，以便使他们能够“循序而渐进，将窥其＇西学＇精微 之奥”。①直到1875—1877年，福州毕业生才赴欧留学；与此同时，在1874年年中和法国人签订的合同期满之后，沈葆桢和他的继任者坚持这所学堂应该按照原样继续开办下去。至少有两名法国教习被挽留下来，并在1876年重新委任了讲授理论航海学的嘉乐尔。在丁日昌的倡导之下，船政学堂招收了四十名在香港英国学校里学过一点英语和数学的男童（此事经由轮船招商局总办唐景星安排，他本人曾经在香港居住过）。②船政学堂开办的法文班与英文班（即“前学堂”，主要学习法文和造船；与“后学堂”，主要学习英文和驾驶——译者）都具有可观的水平，而对航海人员的培训尤受重视。
当船政学堂作为速成学校为中国培养第一代现代兵舰工程师、船舶工程师和船长的时候，江南制造总局由于它特殊的环境，作出了更加广泛的贡献。从一开始李鸿章就主张，那些学童应该在制造局见习机器操作的同时，也要学一些西洋算学和自然科学。③但是见习机器操作所用的教学设备不得不延缓到制造局本身搬出外国人居留地之后才予添置；因为虹口区有外国海员和他们的娱乐场所，被看作是一个不适宜设置学校的地方。尽管如此，1867年中江南制造局还是聘用了几名曾经在安庆为曾国藩工作过的中国数学家工程师，其中包括华蘅芳、徐寿和徐建寅；在这些人的建议之下，还建立了一所翻译馆（包括一所培养译员的学校），以出版中文的西洋科学技术书籍。1868年春季，翻译馆任用了英国教习传教士傅兰雅；其后在同一年里又录用了另外三名传教士，他们的汉语程度都足以向中国的笔录人员口述 技术著作的译文。曾国藩不顾一年之前倭仁的嘲讽，在1868年下半年的一分奏折中表示，他希望遴选的聪颖子弟随同这些洋人学习，以便使这些青年领悟西洋技艺中的义理。（二、三年之前，这位总督的天资颇高的长子曾纪泽开始学习英文和西洋算学，这大概是他父亲鼓励的结果。）①1869年后期，在位于江南制造局新址的校舍竣工的时候，当时依然不到五十个学生的上海同文馆即迁往那里，由江南制造总局主办，并改名为广方言馆。在此同时，制造局本身还安排了工人在职训练班和徒工夜校，以便在这里教授数学和简易科学知识。
然而，这个教学规划中的几个方面并没有得到很好的配合。徐寿和其他的中国数学家科学家对制造局的生产计划并不负担责任。他们追求自己的学术兴趣，并且不断地从事翻译。到了十九世纪七十年代中期，十二个中国人和五个传教士学者（傅兰雅、伟烈亚力、玛高温、金楷理和林乐知）合作，把许多从伦敦订购的书籍准确地译为中文；到1877年底，已经出版的翻译本和改编本著作达五十四种之多。②其中不少是关于蒸汽轮机、制模以及铸造技术和格林炮、克虏伯炮手册之类。另外一些是比较有刺激性的著作，例如封·希理哈的《防海新论》（1868年版）；中译本于1874年出版，很快就为李鸿章仔细读过。还有一些是数学和自然科学的教科书，诸如白起德的《运规约指》（1855年版）、鲍曼的《实用化学入门》（1866年版）以及田大理的《声学》（1869年版）等等。这些书是通过中国书商分销的。仅举两例：一部1872年发行的关于克虏伯炮的手册八年当中销 售了904册；一部1873年发行的代数论文七年当中销售了781册。但是正如负责江南制造总局翻译工作最多的傅兰雅所抱怨的那样：这些书只有包括学馆和训练班在内的制造局内部几个部门才使用，而且使用的次数也很少。①下述事实使江南制造局所属学馆的发展受到阻碍：它本来应该培养工程师和翻译人才，而一个迂腐的理学士大夫涂宗瀛（1811？—1894年）在他短暂的上海道台任期内（1870—1871年），却责成上海县教谕主管学校的中文课程。这样，虽然数学在广方言馆三至五年的课程中受到应有的重视（学习时间的长短取决于各个学生的能力和专业要求），但在教授代数、几何和三角的时候，还要求学生通习中国的《算经》，结果造成了一些概念的混乱。尤其在第一学年里，要求学生肄习繁重的中文课程。要一个星期一个星期不断地阅读历史著作，包括《左氏春秋》和司马光的《资治通鉴》。不仅如此，还直接安排了经学课程，要求阅读的书中有朱熹的全部著作和一部十八世纪清朝论宋学的文集。②除此之外，学生们每周还必须花费一天时间准备一篇作文，有时是八股文。如果仍有余力，可以学习林乐知讲授的英语或者傅兰雅讲授的法语。中文课程一直延续到第二学年，到这时学生们才允许专攻“外国语文及风习制度”，为做外交工作做准备，或者选择技术性专业，例如矿物学、冶金学、机器设计与操作等等。只是对于那些无志参加科举考试的学生，才单开技术专业课程，中文课在这里减少到最低限度——只读《四书》和《五经》。到十九世纪七十年代中期，这种单独的技术课也已经收录了大约四十名学生，它似乎分为三个班组：造船学、船舶工程学 和军事科学。开设的课程包括英文、数学、绘图和射击学。教习中有外国人参加，大概是些和制造局内造船及军械制造有关的洋人。①在1870年下半年江南制造总局的教育和培训规划开始付诸实施的时候，从一开始就赞助这一规划的丁日昌，却因丁母忧而不得不暂时离任，这对教育和培训规划来说是一件不幸的事情。丁日昌虽然非常注意财政和司法管理上的问题，但他仍然确信中国需要效法西洋科学。他在1867年的一个奏折中论述说，只有致力于那些看起来似乎是抽象的研究工作，才能把西�