1901年9月21日，蔡元培親擬《南洋公學特科班學習辦法》。
規定每天上課的7小時之外，學生可隨意看書，對於閱讀時的心得和疑義可做筆記，與札記一同呈交；札記須每七天一篇。
爲指導學生，蔡元培親自寫下他認爲的各門類科目應讀的參考書及讀書的次序，然後由學生們根據自己的志趣，選擇其中的一門或幾門科目按他所開列的書目按順序閱讀。此外，蔡元培還每天晚上輪流召兩三名學生到他的寢室進行個別談話，或向學生髮問、或讓學生自述學習的心得、或一起座談對時事的感想。
特科班在教學內容上，把西學放在很重要的位置。其功課分前後兩期，各學三年。前期功課有英文語法，數學中的代數、幾何、三角，物理，化學；後期功課還加上地理、史學、政治學、經濟學、邏輯學等。
蔡元培在講學過程中，在大力提倡西學的同時，注意引導同學們進行中西比較。他爲特科班學生所出的作業題目，多關政治、法律、道德、哲學、教育、時事等問題。
據蔡元培日記中所記，他給學生出的題目先後有：
“《論史事爲人類進化之資藉》、《讀道學家書分德行與性理兩類說》、《原法》、《論土耳其受保護於英之利弊》、《論罰鍰》、《論英國保護土耳其之得失》、《日本維新名士多出於陽明學派說》、《論信陵、平原、孟嘗、春申四君與其國之關係》、《律有自首免罪以公理證明之》《擬外務部大臣移葡萄牙外部長書》、《宋明道學家同出孔子，而有宗教質性與哲學質性之不同試概論之》、《論秦漢重農抑商》、《論刑逼招供之非理》、《論法人佔土耳其彌低偏海島》、《宋儒論性有文理氣質兩種然否》、《遊俠平議》、《殷法刑棄灰於道辨》、《評英特之爭》、《俄皇大彼得遺訓於五條爲彼國二百年來外交政策之方針其中有已實行者試條舉以證之》、《論監禁與放流兩刑用意之異同》、《程正叔論寡婦再醮之非謂餓死事不小失節事大然再醮即失節乎以公理斷之》、《論者謂民智末開不能設議院然否？》、《外人目我爲君權無限辨》、《揭唐律今律之大不同而有關係者評其得失》、《論國家彩票富籤票之弊並陳籌還外債之策》、《論強國對弱國不守公法之關係》、《希臘蘇格拉第有知即德之說試申引之》、《論教育之關係》、《憲法精理著人民權利十三條以我國現行法制比較其違合之度》、《新民叢報公民自治篇舉廣東人自治之成績各任其例以所居本省之事證之》、《論立法、司法兩權分立之理》、《論國際公法之性質可以國家學中之民約論證明之》、《論改定鹽法及抵制洋鹽進口之策》、《斯賓塞爾言謬誤事中自有真理，試以所知之事證明之》、《普之勝法毛奇將軍歸功於小學校教育試論其理》……”
從這些研究課題中，可以清楚地看出，蔡元培所倡行的新式學風關注的範圍和研究的方向。在這裏，學習不僅已經不再是傳統地“兩耳不聞窗外事，一心只讀聖賢書”，也不再是坐而論道，而是具有強烈的現實意義和實用性。這其中的一些課題，其意義之深遠，即使放在今天來探討也並不過時、陳舊。
從這些研究課題中，也可以強烈感受到，一個優秀的知識分子具有的先見和透過時空的智慧。更能看到，蔡元培在教學上是如何的殫精竭力。
他曾對特科班的同學們說：“現在中國被各國欺侮到這地步，知彼知己，百戰百勝，我們要知道自己弱點，還要了解國際情況。瞭解國際情況，就要通曉外國文，讀外國書。”
英文自然是要學，也特別重要，但蔡元培根據自己學習外文的經驗和體會，學英文而學日文相對容易些。既然大多數西方著作，都有日文譯本，他建議學生不妨先學習與漢語較爲接近的日文，以瞭解世界大勢。
他親自負責日文教學，並把他本人邊學日文邊學着翻譯方法，對學生們傾囊相授。在蔡元培的悉心指導下，很多學日文的同學“不數日，人人能讀日文，且有譯書者”，這件事在當時被很多人當成傳奇。
蔡元培在教書、編書之餘，還跟馬相伯學拉丁文。
每天一大早，蔡元培便從南洋公學走兩三公里的路，趕到徐家彙土山灣馬先生的住處，他是個習慣早起的人，有時，早5點鐘就到了馬老師的家門口。
後來，蔡元培又選了24名學生，一道師從馬先生學習拉丁文。
馬相伯（1840年4月7日—1939年11月4日），原名馬志德，聖名若瑟，又名欽善、建常、紹良，字斯藏，又字相伯、湘伯、薌伯等，晚號華封老人。
祖籍江蘇丹陽，生於丹陽馬家村（今江蘇丹陽），是一位傑出的教育家，是震旦大學、復旦大學、復旦中學、嚮明中學的創始人兼首任校長，耶穌會神學博士。
民國高官于右任、邵力子爲其弟子。後人輯有《馬相伯先生文集》。
此時，張元濟在南洋公學任譯書院院長，蔡元培常向自己這位同科好友借閱西學書籍和日文資料。來往多了，他們之間的關係更爲密切和志同道合，不時徹夜長談。
二人商定：合資創辦一份報紙，專門向國人譯述外國報刊對中國的評論和報道，初名爲《開先報》，後改稱《外交報》。
蔡元培爲該報撰寫《敘例》，闡明辦報宗旨：“薈我國自治之節度，外交之政策，與外國所以對我國之現狀、之隱情，臚舉而博譯之，將以定言論之界，而樹思想之的。”
此報於1901年10月發刊，張元濟爲主編，蔡元培負責撰寫論說、翻譯日文稿件。
不久，張元濟投資商務印書館，並向該館主辦人夏瑞芳建議設立編譯所，以拓展事業。
翌年，編譯所成立，張元濟推舉蔡元培兼任所長，負責組織編寫新式學校的各類教科書。
蔡元培積數年的辦學經驗，詳細制定了編撰體例，並邀請蔣維喬等擔任編撰，這便開始了蔡元培與商務印書館長達幾十年的合作。
在此期間，蔡元培編選的三卷本《文變》一書，由商務印書館發行。
此書選入文章四十二篇，近人之作居多，內容涉及當時知識界普遍關心的社會、政治、文化、倫理等問題。諸如《中國士流改進策》、《論義和團與新舊兩黨之相關》、《清朝興衰之關鍵》、《男女婚姻自由論》、《女子亟宜自立論》等等。所選少量古人作品，也“於新意無忤”。