晚清教育，由于教学内容基本上都是“四书五经”，教育方法是死记硬背，教育目标是考取功名。所以，清廷官吏“不学兵旅而掌兵，不懂会计而掌财，见洋人栗栗变色”⑽很多有识之士相继提出了尖锐批评，并建议与时俱进，创建新型的与世界接轨的教育体系。
作为科举骄子，又多次担任乡试主考、会试总裁，孙家鼐不仅洞察“国学”教育的弊端，而且，对于洋务运动的教育模式也有足够清醒的认识，并旗帜鲜明地提出了批评。光绪二十二年七月（1896年8月），他在《议复开办京师大学堂折》中指出：“独是中国京师建立学堂，为各国通商以来仅有之创举，苟仅援前此官学义学之例，师徒授受以经义帖括，猎取科名，亦复何裨大局？即如总署、同文馆、各省广方言馆之式，斤斤于文字语言，充其量不过得数十翻译人才而止。福建之船政学堂、江南制造局学堂及南北洋水师武备各学堂，皆囿于一才一艺……此中国旧设之学堂，不能仿照办理也。”
1898年7月3日，孙家鼐出任管学大臣，肩负变法急先锋的重任，“是时管学大臣之权限，不专管理京师大学堂，并节制各省所设之学堂。实以大学校长兼全国教育部长之职权。”作为大学校长，他要创办中国第一所国立综合性大学：京师大学堂；作为首任教育部长，他还要管理各地新式学堂，构建新的教育体系。于是，孙家鼐“每日会集办事各员，公同核议，虽不在学堂办事之人，亦多方咨访，广集众思。总期受以虚心，任以实心，持以公心，矢以诚心，博取众长，折衷一是”。他顺应时代潮流，在汲取各方面智慧的基础上，对中国陈旧的国学教育体制进行大刀阔斧式的改革，推进了中国教育的近代化，促进了中国教育与世界教育的全面接轨。