鸦片战争以后，中国大门被西方列强强行打开。在抵抗外国侵略的过程中，在与外国人往来交涉中，在与外来文化接触过程中，一些讲求实际的中国人逐步认识到，西方的坚船利炮远比中国厉害，洋人的声光化电确实有可用之处，油然而生“师夷之长技以制夷”的想法。要与外国交涉，要师夷、制夷，先得知夷。知夷首先要懂得外国语言文字，了解外国民情风俗及各方面情况。开办外语学校的问题十分现实地摆在人们面前。1859年，时任翰林院编修的郭嵩焘奏请咸丰皇帝设立外国语学校。这是近代中国第一次提出设立外语学校的主张。
然而，大概是因为战事倥偬，朝廷无心无暇顾及于此，这一建议也就如石沉大海了。1860年发生的两件事，迫使清廷不得不立即考虑培养外语人才的问题。
之一：1860年9月，英法联军攻陷通州，直逼京畿，咸丰皇帝逃往热河，恭亲王奕受命议和。此时，英国参赞巴夏里已先期被俘，奕命他致书联军统帅联系议和。巴夏里亲书中文信一封，但旁边有英文数行。当时朝中无人认识英文，不知所写何意，不敢马上发出。听说天津有一广东人认识英文，即刻调他入京。经他辨认，几行英文不过是巴夏里的签名及年月日。区区“夷字数行”，朝中竟无人认识，一去一来，延宕多日，影响了战和大局。此事对清廷刺激很大。
之二：第二次鸦片战争结束，《北京条约》签定，重新认定《天津条约》各项条款。条约都有关于两国交涉使用文字的规定，规定两国交涉，均使用英文或法文，暂时附送中文，待中国选派学生学习外文以后，即停附中文照会，此后各项文件或文词发生争议，均以外文为准。
鉴于此，第二次鸦片战争一结束，主持对外交涉事务的奕便与桂良、文祥联名奏请开办外语学馆。奕等人的所议很快得到批准。
到了1862年，总理衙门接受英国公使威妥玛的推荐，聘请英国传教士包尔腾为英文教习，挑选十名学生入馆学习。于是在这年6月，学馆在北京东堂子的总理衙门中正式上课，被定名为“京师同文馆”。
京师同文馆开办的第二年4月，俄罗斯文馆被归并进来，聘请俄国驻华使馆翻译柏林任俄文教习。法文馆也同时开办，以法籍传教士司默灵为法文教习。由于同文馆沿袭旧的教学方法，学生程度又太差，使得同文馆底气不足。到了1870年以后情况逐渐改观。各地陆续选送优秀学生到京。丁韪良担任该馆总教习后，采取了一些改进措施。尔后添设德文馆，并正式规定除了英、法、俄、德等外语以外，学生要兼学数学、物理、化学、天文、航海测算、万国公法、政治学、世界历史、世界地理、译书等课。这一变革使同文馆由先前单纯的外语学校变成以外语为主，兼学多门西学的综合性学校。至1877年馆中已有学生101名，中外教习十余人。后又设置东方馆学习日文。
在同文馆四十余年的历史中，只有两人担任过总教习，即丁韪良和欧礼斐。丁韪良是美国长老会的传教士，于自然科学、神学、国际公法等有良好的素养。他在香港、宁波等地生活了近十年，学会了中国官话和宁波方言，读完了四书、五经等中文典籍。他先后任同文馆的英文教习，1869年11月26日总理衙门聘请他出任总教习。从这天起，丁韪良担任总教习达25年之久。他大部分时间是在中国度过的，教书、传教，1916年12月17日病逝于北京。
1902年清政府正式下令恢复京师大学堂，光绪皇帝下令将同文馆归入京师大学堂。并入京师大学堂后，同文馆这个中国最早的外国语学校就消失了，但作为京师大学堂的一部分，它实际上还存在着。
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