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上海高等实业学堂由南洋公学改制而来。南洋公学由盛宣怀在1896年初创于上海，以讲求新学为务。盛宣怀（1844—1916），字杏荪，号愚斋，江苏武进人，晚清洋务运动的重要代表人物，中国近代著名实业家。1895年秋，盛宣怀在天津创办了中西学堂，后改名为北洋大学。1896年春，盛宣怀在上海创办了南洋公学。
公学的办学经费由盛宣怀管辖的招商局、电报局的商户捐款而来，并在上海徐家汇择地建校。盛宣怀担任公学督办，自1897—1904年先后聘请了何嗣焜、张元济、劳乃宣、沈曾植、汪凤藻、刘树屏、张鹤龄、张美翊担任总理。所谓“总理”，其实就是校长。在南洋公学创办之初，学校没有教师也没有生源。面对教师的缺乏，盛宣怀就开办师范院校，培养师资。面对生源的缺乏，盛宣怀就进行了外院、中院、上院的设置。外院相当于小学，中院相当于中学，而上院相当于大学。学生从外院开始，由此为中院、上院储备生源。等到学生外院毕业后，再逐次升中院，进上院。这样一来，通过分层设学的培养方式可以解决生源不足的问题。然而就短期而言，这样的培养方式导致生源需要逐级递升，故上院生源暂时仍旧不足，此外由于人事更迭、经费困难等原因，南洋公学的上院一再缓办。在上院的设置之外，盛宣怀还在南洋公学开办特班、政治班，培养洋务官吏；开办商务班，培养商务专家；设立译书院以及附属的东文学堂，培养翻译人才。
1903年，南洋公学更名为高等商务学堂，意欲转向商务专门人才的培养。1905年，高等商务学堂改隶商部，改名为上海高等实业学堂，盛宣怀也在不久后辞去了督办的职务。1905年3月，商部任命杨士琦为该校监督。杨士琦依照商部的特征，为学校量身定制了四个专业。学校隶属商部，故要开设商业科；学校经费由轮船招商局、电报局拨给，故应开设与轮船招商局相应的航海科、轮机科，以及与电报局相应的电机科。但实际上，学校后来仅仅正式开出了商务专科班和铁路工程班，其他专业都停留在纸面上。同年，杨士琦调京，监督一职则由商部驻上海代表王清穆代理。1906年，清政府改商部为农工商部，增设邮传部，主管路、轮、邮、电等交通邮电事业。轮船招商局、电报局也一并划归至邮传部。由于学校经费主要来源于招、电两局，于是商部上海高等实业学堂也在1907年春顺理成章地改为邮传部上海高等实业学堂，邮传部任命杨文骏担任监督。然而“电政事务殷繁，杨文骏力难兼顾”
，故时任邮传部尚书的陈璧才力邀唐文治接任高等实业学堂监督。
1907年秋，唐文治正式到校任职。他一改前几任监督兼职办校的风气，立即亲自住校办公，开始整顿学校的各类事务。由于学堂以实业命名，而当时的实业包含了农、工、商业，故高等实业学堂就应该培养农、工、商业的专门人才。唐文治主持校务后，发现学校既有属于商科的商务专科班，又有属于工科的铁路工程班，虽然两者都属于实业范围，但专业相差较大；同时，学堂已由隶属商部改为隶属邮传部，故决定转向工业学堂的培养模式，将学堂的主旨由培养实业中的商务人才改为培养实业中的工业人才。唐文治停办了仅仅开办一年的商务专科班，将其中优秀的六名学生派送美国留学，余下学生则离校就业。同时，又将铁路工程班扩充为铁路专科，定为三年学制，建立了学堂第一个工程专科。为了保证铁路专科教员的专业水准，唐文治又聘请了时任京张铁路总工程师的詹天佑帮助学堂挑选考核教员。
1908年，唐文治又打算增设电机、邮政专科。“兹查本年夏季预科班生毕业者应有四十三名，照章应入专科肄习，现择学堂两偏屋舍改为电机实验场，开办费用及购买机件仪器等项约共需银七千六百余两。其邮政科讲堂即附设上院，较为简易，正在遴选教员，预备讲授。所有本年毕业预科各生，愿入何科，均令自行认习，以期适当。大致志在实学，程度较高者，则入电机科，其家境清苦，求速至用者，则入邮政科。唯邮政一班以课程简单，原定一年毕业，学成之后，正可用其所长，供邮局之选派。”
然而，唐文治的设想由于条件有限，只能部分实现。学制三年的电机科于当年批准正式设立，而学制一年的邮政科则最终没有设立。
图4-1 唐文治（前排右三）与电机科师生合影
唐文治在整顿学堂的同时，碰到两次重大的危机。其一，经费短缺。学堂在盛宣怀督办期间，办学经费由盛宣怀主管的轮船招商局、电报局拨付，故向来较为充裕，每有结余。但后来袁世凯任直隶总督兼北洋大臣后，夺走了对轮船招商局、电报局的控制权，两局的拨款则时有欠缺。至唐文治掌校时，两局的拨款每年只有7万两，相比之前整整少了3万两。唐文治计算了一下，增设学科、聘请教员、添购仪器、扩建教室，都需要增加开支，每年经费需要12万两。这样一来，每年的经费短缺高达5万两。其二，生源不足。依照本来计划的分层设学的人才培养模式，经过多年层层培养，理论上已经有充足的中院毕业生可以进入上院了。然而实际上，由外院读到中院，再由中院毕业后，继续读上院的学生并无多少。一般学生读完中院后，家境条件好的就自费出国留学，家境条件差的就择业谋生。面对经费、生源的双重困境，唐文治想出了个一举两得的方法。他向邮传部提出建议：“拟请本部奏明通饬两江、闽、浙、两广各督抚，自明年下学期始，每岁挑选中学毕业生每省各四十名，咨送本学堂考试录取，与校中毕业升班，一体分入专科，庶足以扩宏规面广造就，所需学费每省岁贴银八千两，由各督抚分上下两期解部候拨。所选学生，一经录取入校，概免膳、学费，酌收书籍费约二三十元，毕业考试后除本部调用外，其余听各省地方官调用，各尽义务若干年。夫以八千金派遣出洋留学生，每年仅供三四名之用，一转移间，可增至二三十名，在各省当也乐于从事，本部得以协款。”
唐文治的建议得到邮传部的首肯，并以奏折的形式上报，得到清政府的批准。这样一来，学堂通过向各省招收官费生的办法，既能获得各省的经费资助，又能获得各省的优秀生源，顺利解决了学堂生存与发展的危机。
1909年，学堂又遇到了一次严重的行政干扰。学堂隶属邮传部，当时邮传部为了挽回航权，发展远洋航运和航海贸易，需要大量的航海人才，于是筹划建立一所培养航海人才的专门学校。当时隶属于邮传部的专门学校有三所，一所是北京铁路管理传习所，一所是唐山路矿学堂，一所是上海高等实业学堂。无论从师资建设，还是教学管理等处来着眼，上海高等实业学堂是三所学堂里最优秀的。同时，上海又濒临大海，故上海高等实业学堂似乎更适合进行航海专业的建设。于是，邮传部来文，拟将上海高等实业学堂改建为商船学堂，而原已建成的铁路、电机两科移至唐山路矿学堂。其实，在杨士琦主管该校时期，已经有设置航海科、轮机科的打算，但是从未正式实施。自唐文治入职以来，则着意将学堂向工科大学的方向上进行建设。当时东南各省都在发展铁路，兴办商务，对铁路、电机人才具有极大的需求。学堂并非不愿建立航海专科，但是若要将铁路、电机专业移至唐山，则与唐文治原本建立工科大学的方向有所抵触，非但若干年的心血毁于一旦，而且也不利于东南各省铁路事业的发展。因此，对于邮传部的决议，唐文治无法同意，学堂师生也纷纷抗议。唐文治考虑到学堂经费来源于邮传部，若坚决抵制也非良策，故而想出了一个折中的办法。一方面，学堂并不改变工科学校的发展方向，继续开办铁路、电机专科；另一方面，增设航海专科，作为另设商船学校的基础，等到条件成熟后再将航海专科扩充，单独建立商船学校。唐文治的提议很快得到邮传部的批准。于是，在1909年7月，唐文治即筹备设立航海科。“因是新设专业，不为社会所知晓，当年报考者极少，学生几乎全部来自中院毕业生和专科初年级学生，由学校采用圈定法决定。唐文治挑选学业成绩优良，风度体质较佳，视力良好的学生，直接升入航海班。”
而与此同时，商船学校的建设也在紧锣密鼓地进行着。实业家张謇作出了很大贡献，转让了吴淞水产商船学校100余亩地以及6万元款项。1911年，新任邮传部尚书的盛宣怀也给予了大力支持
，拨款4万两购买学堂东南面民地20亩，营造新校舍，作为航海科临时用地。1911年8月，吴淞校舍初步建成，同时向社会扩大宣传，招收新一届学生。这次招生情况与两年前大相径庭。“毕业出路条条诱人：出洋留学、服务海军、招商局各江海轮船二副，等等。但须要减去发辫、直接能以英文会话、会游泳等要求，让当时报考青年颇费脑筋。不过，由于学校扩建成功在望，在校生一律公费待遇，毕业出路良好，因此报考者仍然相当踊跃。据统计总共有3000余人前来报考，各地高等学堂中肄业一二年弃学报考者，亦不在少数。”
等到9月份开学时，航海专业的新老学生都搬到徐家汇新校舍，成立了邮传部高等商船学堂。商船学堂仍由唐文治任监督，南洋公学毕业后留学英国学习海军的夏孙鹏担任主任，共同管理日常校务。商船学堂开设两月后，辛亥革命爆发，各省纷纷独立，上海高等实业学堂、高等商船学堂失去了邮传部的拨款，办学经费出现困难，唐文治辞去高等商船学堂监督的职务。1912年春，海军名将萨镇冰担任校长。该年9月，高等商船学校由徐家汇搬迁至吴淞口，更名为吴淞商船学校。
在辛亥革命爆发之前，唐文治预料到迟早会发生“变天”。他在南菁书院的同学庄蕴宽颇具革命思想，与革命党人黄兴等交往甚厚。唐文治将庄蕴宽挂名在学堂任职，等到革命爆发，原本隶属于清政府邮传部上海实业高等学堂就可以少受冲击，得以平安过渡。1911年10月10日，武昌起义爆发，随后各省纷纷独立。11月6日，唐文治在大会堂召集全校师生，公开宣布与清政府断除关系，更改校名为中国南洋大学堂，并以“固结团体，保守秩序，提倡风气，咸与维新”四语勉励诸生。师生欢欣鼓舞、热情高涨，高呼“中国万岁”“南洋大学万岁”。11月7日，南洋大学召开全校剪发大会。先设立一个香案，中间供奉慈禧太后与光绪帝的神位，旁边设立庆亲王奕劻与载振的生位。唐文治身穿朝服朝冠，对牌位三跪九叩，行了最后一次君臣大礼，随后除去衣冠，掷于地下，命令仆人拿块坚硬的黄砖，将红顶官帽砸得粉碎。又撤去香案，自己取了剪刀，牙关一咬，将发辫剪下。11月11日，庄蕴宽出示伍廷芳、张謇等人的电稿，让宣统皇帝和摄政王载沣顺应潮流退位，以便建立共和，并邀请唐文治署名。唐文治叹曰：“人才不用，国运尽矣。欲保全皇室，不得不出于此。”
便在电报稿上签了自己的姓名。据当时就读南洋大学的凌鸿勋回忆，“同学中以唐监督曾任清朝的显要，位至卿贰之尊，生怕他忠于清室，来一个反对革命的举动。哪会想到他不久就约同张謇、伍廷芳几位耆旧致电清廷的摄政王，请俯顺潮流让位，以便建立共和，这件事使得人心大为振奋。”
但是，唐文治顺应革命的举动，也被很多立场保守的师友所责备。唐文治的业师王紫翔认为他不该签名，房师沈曾桐也责备他，沈曾植也表达了不满。南菁书院的同学曹元弼甚至一度与唐文治断交。而在学堂担任教务长的保皇派人士辜鸿铭，则大骂革命的学生们：“尔辈谋反，吾不能从贼。我生为大清之忠臣，死为大清之义鬼。不图国家兴学养士，结果乃尔。”
遂愤而辞职离校。辜鸿铭乘坐马车离校之际，有学生将燃起的鞭炮挂在马车后面。辜鸿铭以为有人开枪，跑得惊慌失措，狼狈不堪。
对于唐文治顺应革命的行为，有人从勇于接受新思想的角度去正面评价唐文治，有人从不遵从儒家忠君观念的角度去负面评价唐文治。其实这两类评价，都具有同样的设定——儒家与忠君捆绑在一起，革命与维新捆绑在一起。然而，这种对于儒家的理解是极端迂腐与错误的。儒家的根本宗旨是仁，仁所对的是天下，而不是君主或者某个政权。儒家可以忠君，比如宋季崖山之役；儒家也可以不忠君，比如商末武王伐纣。明末大儒顾炎武说过：“有亡国，有亡天下，亡国与亡天下奚辨？曰：易姓改号谓之亡国。仁义充塞，而至于率兽食人，人将相食，谓之亡天下。……是故知保天下，然后知保其国。保国者，其君其臣，肉食者谋之；保天下者，匹夫之贱，与有责焉耳矣。”
保国，或者说忠君，就是维护某个政权。保天下，则是守住人伦之公理，促进人民的生存与发展。在顾炎武看来，维护某个政权与否，则以天下的精神物质发展为评判标准。如果某个政权服务于天下，那么在保天下的同时也可以保国忠君；如果某个政权反让天下服务于自己，那么在保天下的同时必须放弃保国忠君。保天下是儒家终极原则，而保国忠君则是次生性的。唐文治平生对于顾炎武十分钦佩，对于其学说也非常熟悉。唐文治是站在保天下的立场上来顺应革命，这是真正儒家精神的体现。此外，唐文治在剪发之前，先行三跪九叩之大礼，是谓知礼；在署名之际，则劝清帝和平退位，免遭屠戮，以保皇室，是谓能仁。唐文治之作为，于情于理，皆为儒者之典范。相反，那些孜孜以忠君为标榜的人，才是既不能通达义理，又不能应对实务的迂腐肤浅之辈。
辛亥革命对学校最直接的影响就是原来按例拨付的官款一下子没有了。招商局、广九局、邮传部的拨款彻底停止，只有沪宁局每月4000两的经费还照常维持。这是学校经历的又一次财政困难。唐文治为了不让学校停课、学生失学，使出浑身解数，进行开源节流，期望在短期内达到新的收支平衡。在开源上，唐文治施行了三项措施：其一，面向学生收费。中学学生每人每学期收费银洋25元，专科学生每人每学期收费银洋5元。同时，招收插班生，中学插班生每人每学期收费银洋50元，专科插班生每人每学期收费银洋25元。并不论新旧诸生，都需要交纳伙食费。其二，提用所存款项。当时邮传部改为交通部，施肇基任交通部长。唐文治协庶务长陆勤之进京，请求交通部拨款。施肇基一时无款可拨，但同意将学校以前存放在招商局、电政局的款项先行提用。其三，获取沪军政府资助。唐文治顺应革命潮流，与上海军政府保持良好关系，获得上海军政府协助银一万两。在节流上，唐文治也施行了三项措施：其一，减少人员薪水。学校职员的薪水按照一年10个月计算，同时调整教员的课酬。中学教员每小时课酬费银洋1元，专科教员每小时课酬费银洋1.5元。唐文治自己也率先减去一半的薪水。其二，归并中学各班。暂时将中学多班酌量归并，这样可以省下一部分开支。其三，商船学校独立。南洋大学与商船学校都需要大量花费。唐文治让商船学校独立，自筹经费，则可以省下一大笔开支。通过开源节流的办法，南洋大学终于挺过了这一难关。
1912年9月，民国教育部颁布了《学校系统令》。依据《学校系统令》，南洋大学需要裁去附属小学、中学，只能保留专科以养成专门人才。唐文治根据学校的实际情况，顶住了教育部勒令停办中小学的压力，上书申明裁除中小学的不便之处以及留办的益处。唐文治认为不便之处在于：其一，南洋大学附属中小学与南洋大学的专科衔接较好，可以提供充足的优质生源。而各地学堂程度深浅不一，毕业生未必能达到专科录取的要求。在撤除附属中小学后，如果以原来标准录取学生，则势必导致专科的招生人数减少，无法成班。其二，如果降低录取要求，招收程度较差的学生来开班，那么数年之后培养的人才水平也必然降低。其三，各地学生程度不一，要来读南洋大学，原来可以让各地年幼学生先进南洋大学附属中小学进行培养。但若撤除附属中小学，则将这条途径也排斥在外了。唐文治认为留办的益处在于：其一，由附属小学至附属中学，由附属中学至相应的专科，小学、中学、专科的课程设置是一体而衔接的，这样可以培养出高端的专门人才。其二，很多学生在中学毕业后为了谋生就不去读专科，而导致国家专门人才紧缺。南洋大学附属中小学则已经形成了中学毕业生继续读专科的风气，故保留附属中小学对于国家专门人才的培养有益。其三，教育部勒令停办附属中小学的用意在于节省公办学校经费的支出，但是对于南洋大学而言，维持专科所用公费占比较大，专科生自己所交费用较少；维持中小学所用公费占比较小，中小学生自己所交费用较多。所以保留附属中小学，并不占用多少公费，反而可以培养更多人才。唐文治的据理力争得到教育部认可，故学校仍旧保留了附属中小学的设置。
1912年年底至1913年年初，教育部相继颁布了《大学令》《专门学校令》《公立私立专门学校规程》《大学规程》。根据这些规定，南洋大学隶属于民国政府交通部。同时，为了规范统一专业学科名称，铁路专科更名为土木科，电机专科更名为电气机械科。由于此两科均属于工业，并未达到《大学令》对于大学学科设置的要求，故南洋大学改名为交通部上海工业专门学校，监督改称校长。
1913年，经唐文治审定，学校正式颁布了《交通部上海工业专门学校章程》，申明学校宗旨，“本校隶属交通部，为国立专门学校，教授高等工业专门学科，养成工业人才，并极意注重道德，保存国粹，启发民智，振作民气，以全校蔚成高尚人格为宗旨”
；专业情况，“本校专科现分两类，一土木科，一电气机械科。每科修业期以三年为限；附设预科为专门之预备，修业期以一年为限；又附属中学修业期以四年为限，以此递升，由普通入专门，以期学有根柢，渐成通材”
。
按照当时要求，必须设置三个及以上专业，才能称为大学。而上海工业专门学校只有两个专业，故唐文治在1916年曾向交通部提议增设机械专业和航海专业，但由于军阀混战、政局不稳，交通部未予作出决定。没有想到，1917年年初，交通部以整合部属学校的名义，责令学校停办土木科。唐文治立即呈文交通部，说明本校土木科已经开办十余年，具有优秀的师资和先进的仪器，是本校最好的专业。在唐文治的力争下，终于保住了土木科。1917年，有人提出增设路、电管理科，大家经过讨论，一致认为：“中国铁路、电机事业日益发展，本校土木、电机两科创办近二十年，成绩显著，唯管理人才为中国今日之所最需者，则尚不可多得。”
唐文治认为增设路、电管理科，不需要采购仪器设备，故花费不会太多，同时也便于数学成绩稍逊的学生报考以及性情不适合工科的在读生转专业。这一年年底，唐文治呈文交通部，要求添加路、电管理科，交通部批复同意，不过在名称上将路、电管理科改为铁路管理科。1918年3月，铁路管理科正式设立，首届招生38人，大部分由中院应届毕业生升入，还有一部分从土木、电机两科在读生转入，刚开始定为三年毕业，从第二届开始定为四年毕业。在铁路管理科定为四年制后，土木科、电气机械科负责人也向学校提议，将原来预科一年、修业三年的土木科、电气机械科也改为四年学制。唐文治欣然同意，由交通部批准，学校的三个专业都变更为四年学制。“铁路管理专科的增设，使学校专科数达到了3个，具备一所工科大学的规模；学制也由3年改定为4年，其他实验设备、校舍建筑相应发展；培养学生的数量质量在全国同类学科中占得重要一席。就数量而言，1918年在校专科学生175名，占到同期全国高等工科在校生938名的18.7%；1920年有217名，占全国1266名的17.1%。从1916年至1919年的4年中，全国共录取清华官费留美生32名，其中本校占到13名，约占41%，由此可见教育质量也是相当优异。无论从学科学制上，还是从教育资源和质量上，学校已经合乎工科大学所具备的条件。”
经由唐文治等人的努力，终于将上海工业专门学校由纯粹工程类的学校，建设成为兼具工科和管理的综合类学校。
在唐文治等人苦心经营的基础上，1921年时任北洋政府交通总长叶恭绰对部属专门学校进行改组，将交通部下属的上海工业专门学校、唐山工业专门学校、北京铁路管理学校、北京邮电学校合并为交通大学。唐山工业专门学校改为交通大学唐山学校，北京铁路管理学校、北京邮电学校改为交通大学北京学校，上海高等工业学校改为交通大学上海学校。此时距离唐文治离任校长仅过去了一个半月。