工农是当代社会的基础产业，二者缺一不可。离开农业，社会就无法生存；没有工业，世界就难以进步。在100多年前，张之洞也意识到了工业和农业的重要性。为了鼓励农业和工业的发展，张之洞特意创办了农务学堂和工艺学堂。
中华五千年文明，一向是以农业立国，历朝历代都采取重农的政策。满清是游牧民族，但是他们入关后很快就被汉化，在政策上也非常重视农业。然而，清末的中国农业与数千年前的中国农业相比并没有实质性的进步，依旧在延续着古老的传统。此时，西方世界已经完成了工业化，他们的农业也进入机械化时期，与以往相比有了质的飞跃。
农业技术落后，最直接的后果就是粮食产量低。如果是在风调雨顺的太平时期，这种情况尚且可以维持，所谓的“康乾盛世”就是建立在这样的农业基础上的。然而，清朝末年的中国遭遇的是有史以来最严峻的考验，传统方式已经无力应对新的世界了。那时的普通中国百姓，不要说享受生活，就是连最基本的温饱都难以解决。所以，重新学习务农之道，成为那个时代中国人的当务之急。张之洞在湖北办农务学堂，其目的就是要推广西方现代农业技术。
中国要学习西方先进的农业技术，那么，应当以谁为参照呢？张之洞经过一番考察，选择了美国。在当时的西方列强中，除去海外殖民地，只有美国和俄国是土地面积非常大的国家。俄国的国土面积世界第一，美国的国土面积也仅次于当时的中国。不过，俄国的土地虽多，但它处于高纬度，光照不足，多数并不适合耕种；再者，俄国的近代化进程不彻底，是列强中较为落后的一个：所以俄国的农业并不发达。
美国的工业实力在19世纪末20世纪初已经赶超英法，能够为现代农业提供充足的保障；同时，美国有大片大片适合耕种的土地，农业条件得天独厚；另外，美国是个典型的人稀地广的国家，他们的农业经营以农场为基本单位，一个农场的耕地动辄上百公顷。优越的生产条件，再配合美国发达的市场，使得作为工业强国的美国，同时也是一个农业强国。所以，张之洞下决心学习美国的农业技术。
1898年4月，张之洞上书朝廷，正式奏请兴办湖北农务学堂，在奏折中，张之洞指出，国家要富强，离不开农工商三件事，对于中国来说，务农则是根本。而且当时湖北的旱涝灾害连年不断，庄稼收成极差，外国稻谷价格又高，这些进口粮食充斥着市场，导致中国商业萧条，百姓的生活异常艰苦。可是，中国的农民向来知识水平不高，不懂新式科学，士大夫这些知识阶层又不务农。要解决农业问题，最好的办法就是办农务学堂，传播新式农业知识。
朝廷接到张之洞办农务学堂的申请之后，很快就批复同意了。张之洞即刻着手开办学堂，他计划从美国聘请专业的农业技术人员，同时，还要购置西方的新式农具以及西方的良种。
张之洞办的这个农务学堂设有农、桑两科，学制为四年，前两年是基础学习，以便学员能够掌握基本的现代科学知识，后两年才会进入专业学习。这个学堂设置的课程非常丰富，包括国文、日文、数学、物理、化学、动物、植物、种植、畜牧、茶务、蚕务等。由于课程安排较多，4年的时间并不足以学完全部课程，所以，实际的学习时间延长了1年，成了5年，第一届学生直到1903年秋季才毕业。当时，进入农务学堂的学员都抱着很纯正的入学动机，他们基本都是有志于农业，或者有志于强国的人。
张之洞办农务学堂并非只是教授农业知识，而是为了培养既有知识又有能力的新型农业人才，所以，在理论教学的同时，张之洞还要求学堂把教学和试验、推广相结合。张之洞认为，学习农业，如果不做试验，是难以收到效果的。他希望通过推广新式农业，使当地农民都能有一份自己的产业，都能有自己的劳动专长。为了便于开展农业实践，张之洞还把一个蚕桑局合并到农务学堂里，用作学堂的试验。学堂则利用蚕桑局的设施，开展养蚕试验，并把结果写成论文，推广他们的研究成果。
1902年清政府进行教育改革，张之洞积极响应。趁此时机，张之洞计划将农务学堂的规模扩大，建成湖北高等农业学堂，把它升格为大学。1903年，扩建进入实施阶段，张之洞给农务学堂拨试验田2000亩，并新建了校舍。在新建校舍时，张之洞考虑到日本新式教育的发展经验，有意仿照日本，所以，新校舍内的设施都是按照日本的农业学校来设置的。新校舍建有一栋两层的教学楼，还建有实验室、养蚕室、育种房以及其他附属建筑。教室都建成了阶梯教室，光线充足，方便学生上课；化学室可以供学生们进行各种化学实验；养蚕室的设备按照日本的最新标准配备，室内的温度可以人工调节，非常先进。
为建学堂张之洞耗费不少，学生们也没有辜负张之洞的这一番心血。以养蚕室为例，他们陆续完成了一系列养蚕试验，得到了可靠的经验，这为后来农桑试验以及蚕丝业的发展准备了条件。
为了保证学堂的教学质量，张之洞还从美国和日本聘请教师，前后一共请来了15位。为了能够详细掌握湖北的农业生产条件，张之洞还请这些洋教师帮助他调查湖北的农业情况。1897年，张之洞委托一位美国来的农学专家在武昌、大冶等地展开了一次农情考察，调查结束后，美国的这位友人给张之洞呈交了一份详细的报告，帮助张之洞加深了对当地的了解。此外，来自日本的农学专家也参与了对湖北农业情况的考察，进一步摸清了湖北农业的真实情况。这些信息对于张之洞日后的决策都有很大的帮助。
1903年农务学堂扩建为湖北省高等农务学堂，这是我国最早的近代农科大学之一，开创了我国高等农业教育的先河，是华中农业大学的壮丽起点。湖北省农务学堂在辛亥革命后改建为湖北甲种农业学校，此后几经演变。1923年为湖北第一、第二高级农业学校，1931年为省立乡村师范学校，1933年为湖北省立教育学院，1937年为湖北省立农业专科学校，1940年为湖北省立农学院，1950年为湖北省农学院。1952年，以武汉大学农学院、湖北省农学院的整体和中山大学、南昌大学、河南大学、广西大学、湖南农学院、江西农学院的部分系（科）组建成立华中农学院。至此，张之洞创办的湖北农务学堂翻开了崭新的一页。
同样是在1898年，张之洞在创办农务学堂的同时还创办了一个湖北工艺学堂。张之洞认为，当时的中国在工艺方面落后守旧，技工不懂新工艺，造不出能够和西方抗衡的产品，这使得西方人轻易地赚走了中国人的钱财，中国百姓的生活则日益困顿。所以，当务之急是要设立工艺学堂，采用西方先进技术，以此和西方争夺利润，赚取财富。
工艺学堂教授的主要是理化、机器等方面的知识，具体分科有十余项。由于中国缺乏懂这些知识的人才，所以学堂的教学人员不少都是从日本请来的。为了培养本土的教研人员，张之洞也会聘用那些懂得这些新式科学的中国人，让他们教导学员，传授技艺。这个学堂的招生名额是60人，同时还有30个学徒名额。在学制上，和农务学堂相同。
1907年，湖北工艺学堂更名为湖北中等工业学堂，1913年，湖北中等工业学堂更名为湖北省甲等工业学校，1922年，湖北省甲等工业学校更名为湖北省高级工科中学校。后来，经过历次变迁，自1926年开始，湖北工艺学堂的办学资源经历若干次的合并，最终在新中国成立前并入武昌高级工业学校。新中国成立后，武昌高级工业学校的学科一分为五，分别经历若干次的分分合合，并入不同学校。如今，武汉理工大学、华中科技大学、武汉科技大学、河南工程学院、郑州电力高等专科学校、广东轻工职业技术学院等院校，均与湖北工艺学堂有一定的渊源。张之洞当年的一番努力，如今继续让无数学子受益。
