重视学习技艺的育才思想：沈葆桢认识到办好船政的关键在于'格致'。'格致'是科学在中国的古称，即'格物致知'。重视'格致'，也就是重视科技。为了引起人们对科技的普遍重视，他在船厂大衙两旁题写了一幅醒目的楹联：'且漫道见所未见，闻所未闻，即此格致关头，认真下手处；何以能精益求精，密益求密，须从鬼神屋漏，仔细扪心来。他主张废武科而另设算科，他强调'西法虽千头万绪，要权舆于算学。'他已知道数学是开启科学的一大法宝。沈葆桢为首的洋务派认识到西方科学技术具有重大的社会功能，只有学习西方科学技术，才能造出坚船利炮，才能'师夷之长技以制夷'。从不齿技艺，鄙视技艺，到办学堂学习技艺，这是育才思想的根本转变，是中国人在教育近代化历程上迈开的重要一步。
高度重视实践在人才培养中的作用，强调理论与实践相结合：沈葆桢认为，人才的培养既要重视理论的学习，更应重视实践的作用，必须做到理论与实践的结合。'出自学堂者，则未敢信其能否成材，必亲试之风涛，乃足以觇其胆智，否即实心讲究，譬之谈兵纸上，临阵不免张皇'。
认识到留学的重要性，提出'留洋育才'的思想：沈葆桢认为，学习西方先进的科学技术，培养掌握近代科技知识的优秀人才很重要，一方面要在国内办学，另一方面更要留学外洋，直接到国外去学习，'将窥其精徵之奥，宜置之庄岳之间'。船政学堂学生在已有的基础上，再到欧洲深入系统地学习相关知识技能，必能深悉要义、精益求精，'涉历欧洲，开扩耳目，既可以印此旧学，又可以增长心思'。
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