中国近代最早的大学，是坐落在天津的北洋大学（今天津大学前身）。1895年，空前屈辱的《马关条约》签定仅仅几个月后，天津海关道盛宣怀即奏请清廷在津开办“西学体用”的北洋西学堂。这位办事干练政绩不俗的洋务大员在奏禀中称：“日本维新以来，援照西法，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。
  ”显然，战败后的痛定思痛，促使地方和中央政府摈除陋见毅然创建“全新”西式学堂，光绪帝迅即降旨照准。于是，这所稍后被称作国立北洋大学堂的新型学府便在天津海大道梁园门外（今大沽路大营门外海河中学、解放南园一带）的博文书院旧址开始招生授业。盛宣怀兼任学堂督办，聘任美国驻津副领事丁家立为总教习（教务长）。
  依据规划：学堂常年经费需银五万五千两，由津海关道掌控的电报、招商各局筹款支用；学堂内分设头等、二等学堂，合计招生定额为一百二十名；其头等学堂初设工程、矿务、机械和律例（法律）四个学门，属专科和大学程度，二等学堂则类似于大学预科。两年之后又增设铁路专科班，该班庚子年间避难到上海南洋公学（交通大学前身），使得盛宣怀在沪上创办的这所学校悬置已久的“上院”（大学部）终于有了第一批学生。
   
　　盛宣怀在津门创建北洋西学堂，带有示范意义，即其所谓的“先在天津开设一处以为规式”。学堂成立不到半年，两江总督刘坤一即致电盛氏：“闻公在津新设学堂，章程甚佳，即祈抄示全卷，以便将来仿办。” 
　　盛宣怀之勇于并能够开设“外国所谓大学堂”性质的西式学堂，除了他辅佐李鸿章筹办“洋务事业”过程中切感人才奇缺的内在需求，以及操办近代公用企事业可以游刃有余地调度财力支撑，且适时把握住甲午战败举国思变的有利契机外，非常关键的一点是，他得到美国教育家丁家立博士的全力协助。
  丁氏不仅深度参与学校章程的制订和未来谋划，而且在此后十一年间成为北洋大学堂的实际掌门人，尽管包括二品大员伍廷芳等在内的津门高官轮替挂名学校最高职务，却极少涉足实际校务。如此一来，学校便出现了如北洋校友孙越崎所说“北洋大学名义上是国立大学，实际上和教会学校一样”的独特现象：教师绝大部分是美国人，教材则是原版美国教科书，课堂上主课一律用英语授课，作业和考试亦复如此。
  至今尚令北洋校友津津乐道的是，生长在坎布里奇（哈佛大学所在地）的丁家立将哈佛、耶鲁这些一流名校的办学模式植入北洋校内，使得其起点颇高。当然，教会学校的宗教课程和活动在此不曾出现，表明国立办学的性质。 
　　不过，北洋西学堂的高起点，与中小学教育欠发达的晚清社会不相匹配，形成生源难求的困局。
  虽然最初也曾略微降格变通，但总体而言，北洋校方始终不肯“放下身段”，秉持“重质不重量，宁缺勿滥”原则，因而造就了甚佳的社会声誉，也使得本科毕业生数目相对较少。北洋学生在清末以广东籍居多，民国初年以江浙籍为多，此后则以河北籍为多。生源的地域分布由南而北，与国人感触“欧风美雨”的先后情形大体吻合。
  学堂开办之初，到香港招生，报名应试者数以千计，实际录取者仅十余名，其中即有在皇后学院就读的王宠佑、王宠惠兄弟。据他们忆述：北洋的课程简洁、完善而注重实用，学校延请专家演讲，后来成为美国总统的胡佛当年即曾来矿科演讲数次。王氏兄弟四年后成为数目寥寥的北洋首届毕业生。
   
　　丁家立聘任的美国教师，月俸银二百两，较之在本国优渥，其聘任合同通常以三年为期；教授国文的中国教师月银四十两，在当时亦属高薪。戊戌变法前后，吴稚晖曾在北洋担任国文教员，虽任教时日短暂，但西方的机构和著作习惯于称他为北洋大学教授，视为一种身份和荣誉。
  美籍教师中不乏知名学者，譬如福拉尔和莫里斯两位教授，前者求学瑞士期间与爱因斯坦过从甚密，深悉相对论要旨，曾为北洋学生作专题讲解；后者则是美国著名地质学家，原为哥伦比亚大学教授，赴亚洲作地质考察后留在北洋任教。丁家立作为总教习尽职尽责，对学校管理认真而严格。
  据早期学生回忆：冬夜，学生中有违反作息规定迟睡闲聊者，事为丁家立所知，“有一次突然掩入，学生们闻声息灯上床装睡，丁家立乃遍摸学生之足，发现足部凉的数人，即为迟睡者，加以训诫”。由此可见一斑。 
　　正当丁家立引领学校步入正轨声誉鹊起之时，1900年八国联军占领天津，校园被用作军营，随后又强行划入德国租界，学校师生四处星散，教学设施损毁殆尽。
  此乃北洋校史上第一次大劫难。联军占领后期，丁家立协同直隶总督兼北洋大臣袁世凯向德方索要校址，不得要领。丁氏自告奋勇，亲赴柏林，援引德国法律，竟讨回赔偿费白银五万两。袁世凯拨出西沽武器库旧址和部分款项，由丁家立组织复校。1903年4月27日，北洋大学堂在西沽新址重建后正式开学。
  从此，西沽桃堤，北运水舫，就成为北洋学子毕业后对母校的象征性记忆。北洋大学堂所在的西沽，距离天津城厢有七、八里地之遥，当年交通不便，步行需要很长一段时间：出城关北行，经过最后一个喧闹的村市小王庄，一条名为“大学道”的公路将人们引向郊外，通过“明德桥”绕行一处弯道，便可看到丛林树影中的幢幢建筑群，再跨过北运河上的一座轻便木桥“新民桥”，转弯就来到了学府正门“至善门”，放眼望去，不远处便是一幢配有钟楼的西式建筑，其正上方镶嵌有“北洋大学堂”字样。
  后来谱写的该校校歌开首即是：“花堤蔼蔼，北运滔滔，巍巍学府北洋高。”足见，当初人们对这座学府环境的精心构设及其傲视海内的那份自信。 
　　北洋的第一次复校，丁家立可谓居功至伟。此后，他还兼任直隶省西学督办、直隶高等学堂（在保定）总教习等职，建成旧式四年制中学十余所，从而与大学体制相衔接。
  袁世凯急于用人，未等北洋学生毕业即于1906年和1907年连续两批资送近五十名学生赴美留学，丁家立以“留美学堂监督”名义带领学生赴美，其间安排起居、联系入学，无微不至。许多学生进入哈佛、耶鲁、康奈尔等名校攻读硕士和博士学位，其中就有刘瑞恒（曾任协和医学院院长）、刘景山（民国时期交通部路政司长）、秦汾（北京大学教授）、马寅初、冯熙运（曾任北洋大学校长）诸人。
  至1908年丁家立完全脱离北洋大学堂时，中、美政府间就退还部分庚款用于留美事宜以致开办“游美学务处”（清华学堂前身）的外交谈判方才正式启动。  
 
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