专业技术学堂实行“中西合璧”式的管理。由于专业技术学堂要开设大量的自然科学和应用技术课程，但在当时国内尚无教习能够胜任。因此这类学堂多是在国外聘请洋教师授课。这样就形成了在教学及技术指导上由洋人负责，而其他事务则由学堂归属单位掌管的“中西合璧”式管理特色。
专业技术学堂教学管理的另一个显著特点是重视学生的实践，并确立了实习制度。如福州船政学堂，洋务派认为轮船建造下水，能否操纵是学习的目的，因此他们要求仿照西人之例，学习驾驶的，先在学堂肄业数年，在有关知识初具规模之后，练习驾驶船舶。在实习期间，有严格规定实习课程，要求学生记下心得体会，将课堂所学与实际操作结合起来。在近代，专业技术学堂是最早确立实习制度的，以后开办的水陆师武备学堂也普遍采用这种方法，并且更加完善。
这时期创办的专业技术学堂，能够将学校教育与洋务需求相结合，并带有为军事服务的色彩。所设专业正与洋务运动举办的具体内容需求相适应，体现了洋务派通过办教育培养人才，富国强兵的办学指导思想。
三、水陆师武备学堂
清政府之所以创办水陆师武备学堂，原因有二。
随着“西文”的推行，“西艺”的引进，洋务派对西洋诸国的认识不仅限于船坚炮利，而且感到西洋各国的强大与先进的科学技术有内在的联系，与人才的培养也密不可分。对此直隶总督李鸿章曾作过对照分析：“……西洋各国武官无不由学堂出身，由世家子弟挑选，国人皆敬重之。”而大清朝“陆军不乏战将，而深谙利器操法用法者颇少”，“水师将才则尤难”[10]。从李鸿章的分析中可以看出洋务派此时已经认识到要巩固清政府的统治，除了拥有先进的武器装备、技术之外，人才的培养也至关重要。“用人最是急务，储才尤为远图”，要获得优秀的军事人才，只有设立军事学堂，这是其原因之二。
天津水师学堂是近代中国最早设立的一所水师学堂，由直隶总督兼北洋大臣李鸿章在筹建北洋海军的过程中所创办。1880年李鸿章提出在天津机器局度地建设水师学堂，不久即得到清政府的允准，1881年学堂落成，成为中国近代最早的一所专门培养海军军官的学校。
广东水陆师学堂是清末有名的海军学校之一，其前身是原广东实学馆。1887年3月，两广总督张之洞会同广东巡抚吴大澂奏请以实学馆为基础，创办水陆师学堂。
江南水师学堂是由南洋大臣曾国荃于1890年奏请在南京设立的，培养驾驶、管轮人才。
洋务派创办水陆师学堂取得了一定的成绩，但随着甲午战争中海军的挫败，使水陆师学堂也随之衰落。造成这种结局的根本原因在于缺少发展的客观条件，当时的中国无论是经济基础还是上层建筑实行的都是封建制度，尽管这些军事学堂能在发展过程中得到洋务派的偏爱和清政府的支撑，却终不能摆脱腐朽的封建专制制度的腐蚀和禁锢。
天津武备学堂创于1885年，这是清末第一个新型陆军武备学堂。李鸿章力主创办的这所武备学堂，其目的是仿效西方军事学校，以提高军队素质，增强战斗力。后来北洋系将领多出于这所学堂。1900年八国联军攻占天津时，学堂被毁。
1896年，袁世凯、张之洞又分别奏请设立了直隶、湖北武备学堂。
武备学堂的创立无疑为清末以至北洋军阀时期的中国培养了不少军事人才。其教学和课程设置不仅重视应用学科，也重视基础理论学科，能在学习基础理论课的基础上再做军、兵种的学习操练。对此并有明确规定以避免偏废。在一定程度上反映了洋务派那种急功近利的思想有所转变，并能从根本上着眼来培养军事人才。在招生制度上，水陆师、武备学堂与外国语学堂和军事技术学堂的招生办法有所不同，即在招生时资格规定甚严，对学生基本知识、道德品性以及身体素质、健康状况都有较为明确的要求。
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