當船政學堂作為速成學校為中國培養第一代現代兵艦工程師、船舶工程師和船長的時候，江南製造總局由於它特殊的環境，作出了更加廣泛的貢獻。從一開始李鴻章就主張，那些學童應該在製造局見習機器操作的同時，也要學一些西洋算學和自 然科學。但是見習機器操作所用的教學設備不得不延緩到製造局本身搬出外國人居留地之後才予添置，因為虹口區有外國海員和他們的娛樂場所，被看作是一個不適宜設置學校的地方。
儘管如此，1867年中江南製造局還是聘用了幾名曾經在安慶為曾國藩工作過的中國數學家/工程師， 其中包括華蘅芳、徐壽和徐建寅；在這些人的建議之下，還建立了一所翻譯館(包括一所培養 譯員的學校)，以出版中文的西洋科學技術書籍。1868年春季，翻譯館任用了英國教習傳教士傅蘭雅，其後在同一年裡又錄用了另外三名傳教士，他們的漢語程度都足以向中國的筆錄人員口述技術著作的譯文。
曾國藩不顧一年之前倭仁的嘲諷，在1868年下半年的一份奏摺中表示，他希望遴選書香門第的聰穎子弟隨同這些洋人學習，以便使這些青年領悟西洋技藝中的義理。(二三年之前，這位總督的天資頗高的長子曾紀澤開始學習英文和西洋算學，這大概是他父親鼓勵的結果。)
1869年後期，在位於江南製造局新址的校舍竣工的時候，當時依然不到50個學生的上海同文館即遷往那裡，由江南製造總局主辦，並改名為廣方言館。在此同時，製造局本身還安排了工人在職訓練班和徒工夜校，以便在這裡教授數學和簡易科學知識。然而，這個教學規劃中的幾個方面並沒有得到很好的配合。徐壽和其他的中國數學家科學家對製造局的生產計劃並不負擔責任。
其中不少是關於蒸汽輪機、制模以及鑄造技術和格林炮、克虜伯炮手冊之類。另外一些是比較有刺激性的著作，例如封●希理哈的《防海新論》(1868 年版);中譯本於1874 年出版，很快就為李鴻章仔細讀過。還有一些是數學和自然科學的教科書，諸如白起德的《運規約指》(1855年版)、鮑曼的《實用化學人門》(1866 年版)以及田大理的《聲學》(1869 年版)等等。這些書是通過中國書商分銷的。
僅舉兩例： 一部1872年發行的關於克虜伯炮的手冊八年當中銷售了904冊；一部1873年發行的代數論文七年當中銷售了781冊。但是正如. 負責江南製造總局翻譯工作最多的傅蘭雅所抱怨的那樣：這些書只有包括學館和訓練班在內的製造局內部幾個部門才使用，而且使用的次數也很少。
下述事實使江南製造局所屬學館的發展受到阻礙：它本來應該培養工程師和翻譯人才，而一個迂腐的理學士大夫塗宗瀛(1811-1894年)在他短暫的上海道臺任期內(1870- 1871 年)，卻責成上海縣教諭主管學校的中文課程。這樣，雖然數學在廣方言館三年至五年的課程中受到應有的重視(學習時間的長短取決於各個學生的能力和專業要求)，但在教授代數、幾何和三角的時候，還要求學生通習中國的《算經》，結果造成了一些概念的混亂。
尤其在第一學年裡， 要求學生肄習繁重的中文課程。要一個星期一個星期不斷地閱讀歷史著作，包括《左氏春秋》和司馬光的《資治通鑑》。不僅如此，還直接安排了經學課程，要求閱讀的書中有朱熹的全部著作和-部 18世紀清朝論宋學的文集。除此之外，學生們每周還必須花費一天時間準備一 篇作文，有時是八股文。
如果仍有餘力，可以學習林樂知講授的英語或者傅蘭雅講授的法語。中文課程一直延續到第二學年，到這時學生們才允許專攻「外國語文及風習制度」，為做外交工作做準備，或者選擇技術性專業，例如礦物學、冶金學、機器設計與操作等等。只是對於那些無志參加科舉考試的學生，才單開技術專業課程，中文課在這裡減少到最低限度只讀《四書》和《五經》。
到19世紀70年代中期，這種單獨的技術課也已經收錄了大約40名學生，它似乎分為三個班組：造船學、船舶工程學和軍事科學。開設的課程包括英文、數學、繪圖和射擊學。教習中有外國人參加，大概是些和製造局內造船及軍械製造有關的洋人。在1870年下半年江南製造總局的教育和培訓規劃開始付諸實施的時候，從一開始就贊助這一規劃的丁日昌，卻因丁母憂而不得不暫時離任，這對教育和培訓規劃來說是一件不幸的事情。
丁日昌雖然非常注意財政和司法管理上的問題，但他仍然確信中國需要效法西洋科學。他在1867年的一個奏摺中論述說，只有致力於那些看起來似乎是抽象的研究工作，才能把西方技術學到手。「洋……耗其心思、氣力、財貨於渺茫無憑之地，在數千百年，而其效始豁然呈露於今日。」由於丁日昌的努力對19世紀70年代著名的赴美留學使團的成行起了關鍵性的作用，所以可以說，在他離任丁憂之前，他幫助中國在引進西方科學方面邁進了一步。