1897年4月8日，南洋公学师范院开学，其为南洋公学正式办学之始，亦是中国师范教育之端。之所以首开“师范院”而非“大学堂”，其一重要原因在于北洋大学堂一年办学的艰苦实践表明，科举体制下兴办新式教育之最大障碍实为“教者既苦乏才，学者亦难精择”，“中国儒生尚多，守先之学，遴选教习尤患乏才”，而“西国各处学堂，教习皆出于师范学堂”。故而，与北洋首开头、二等学堂有别，盛氏于南洋公学推行先师范、小学，后中学、大学之循序渐进、拾级而上的完全教育方案。

南洋公学师范院开办之初，国内并无先例可资，惟效仿西国。盛宣怀立足本国实际，效仿近邻日本。其一，首定纲领。1896年《南洋公学纲领》对师范院之学额、学制、培养目标和教习选聘标准等具作说明。如公开考选师范生30名，以中学成才，西学西文兼通为标准；期以三年，培养深具经史大义，兼通西文西学之教习；延请德望素著、学有本源、通知中外者为师；其二，管理严格，注重学教相长、知行并进。1898年《南洋公学章程》规定，“师范生施行五格”逐层递升的培养管理机制，最高格为“红据”，准予充任教习，最低格为“蓝据”，优者奖，劣者淘汰。外院尾随师范院而办，师范生可在外院“且学且教”，以验所学，“一旦出充教习，自能驾熟就轻”；其三，教员自行编译教材，授课方式自由，课业注重学生知识结构，以西学为主，必修数理化（含实验），兼及史地生和科学等，选修英、法、日文；其四，注重道德情操教育，张焕纶曾首创院歌《警醒歌》，以激励学生爱国热情，关切民族命运。

南洋公学师范院以其系统办学之经历、思想，为清末新政后广大师范教育之兴起提供了重要参考，其培养的吴稚晖、吴馨、沈庆鸿、王植善、侯鸿鉴等，皆为当时大兴师范教育的主要倡行者。