解：设计方案：学生乙先步行，老师骑摩托车带学生甲
行驶一定路程，让学生甲步行，老师返回接学生乙，
然后老师带上学生乙，与学生甲同时到达博物馆即可
关键在确定摩托车中途接乙的返回点
如图，设两个学生为甲、乙两人，学生乙先步行，
老师带学生甲骑摩托车行了$x$千米，共用了$\frac {x}{20}$小时
他们比乙多行了$\frac x{20}(20-5)=\frac {3}{4}x($千米$)$
这时老师让甲步行前进，而自己返回接乙，
中途遇到学生乙时，用了$\frac {3}{4}x÷(25+5)=\frac x{40}($小时$)$
当乙遇到老师时，已经步行了$(\frac x{20}+\frac {x}{40})×5=\frac {3}{8}x($千米$)$
离博物馆还有$(33-\frac {3}{8}x)$千米
若甲、乙两人搭乘摩托车的路程相同，
则$x=33-\frac {3}{8}x$，解得$x=24$
这样，在路上学生甲共计用的时间为
$\frac {x}{20}+\frac {33-x}{5}=\frac {24}{20}+\frac {9}{5}=3($小时$)$，
学生乙共计用的时间为$\frac {x}{20}+\frac x{40}+\frac x{20}=\frac {24}{8}=3($小时$)$
∴上述方案可使师生$3$人同时出发后用$3$小时同时到达博物馆$ $
