据上所述，求是堂艺局是把培养科技人才置于办船厂的首要地位的。故在马尾船政局开工前半年即开艺局，建厂开工之后，学堂房屋也优先建造。1868年迁入马尾船厂后，将艺局分为前、后学堂（下简称“学堂”），前学堂学法文，设造船、设计专业，后学堂学英文，设驾驶、轮机专业。“后添绘事院、驾驶学堂、管轮学堂、艺圃四所，艺童、艺徒共三百余名。”分别设数学、物理、化学、地理、制图、航行理论、造船学以及实际操作规则等课程。
学堂设正副监督，由德克碑任正监督，日意格副之。法员迈达 等教授制造，英员嘉乐尔等教授驾驶。对洋教习的要求是严格的。左宗棠说：“西洋师匠尽心教艺者，总办洋员薪水全给；如靳不传授者，罚扣薪水，似亦易有把握。”对洋员的待遇也是优厚的。“与日意格等议定五年限满，教习中国员匠能自按图监造并能自行驾驶，加奖日意格、德克碑银二万四千两，加奖各师匠等共银六万两”。另一方德克碑、日意格则提出保证：“教导中国员匠于造船法度一切精熟，均各自能制造，并能自造家伙，并学堂中教习英法两国语言文字，造船算法及一切船主之学，均各精熟，俾中国员匠能自监造、驾驶。”如按此规定做，即照上述奖金数给予。历史证明，德克碑、日意格等人确能“精心教导”“循循善诱”而著有成效。过去学术界常有以洋务派出惊人的高薪给洋技术人员为非者。这是不公正的。在自己没有掌握先进技术条件下，要想很快地把这种技术学到手，出这样的高价是必要的，值得的。诚如左宗棠所说：“兹局之设，所重在学造西洋机器以成轮船，俾中国转相授受为永远之利，……虽难有所不避，虽费有所不辞。”
艺局对于学生的要求也是严格的，其基本精神是促使他们富于进取。左宗棠在《船政事宜胪列十条》中说：
“宜优待艺局生徒以拔人材也。艺局之设，必学习英、法两国语言文字，精研算学，乃能依书绘图，深明制造之法；并通船主之学，堪任驾驶。是艺局为造就人才之地，非厚给月廪不能严定课程，非优予登进，则秀良者无由进用。此项学成制造驾驶之人，为将来水师将材所自出，拟请凡学成船主及能按图监造者，准授水师官职；如系文职文生入局学习者，仍准保举文职官阶，用之水营，以昭奖劝，庶登进广而人才自奋矣！”
上述规定，可概括为：学习要求高而且严；物质待遇是优厚的；学生的出路前途是好的、有保证的。
为实现这些原则规定，艺局采取了以下一些具体措施：
（1）挑选本地资性聪颖，粗通文义，年龄在15岁以上18岁以下之子弟入学。入学堂学习制造及驾驶管轮者名曰艺童。艺圃招考膂力壮健子弟分派各厂学习工作者，名曰艺徒。也就是，前者为前、后学堂学生，后者为学徒。他们除端午、中秋给假3天和年假外，星期天不休假。晨起、夜眠均有定时。上课必须专心听讲，“不准在外嬉游，致荒学业”；“不得请长假，不得改习别业，以取专精。”
（2）在待遇上，学生除日给饭食费七钱五分外，“每名月给银四两，俾赡其家”。另外医药费也由学堂供给。这种优厚待遇固然是为了让学生专心致志地学习，也是打破士子不屑从事技艺工作的传统的一种手段。
（3）“开艺局之日起，每三个月考试一次，由教习洋员分别等第，其学有进境考列一等者，赏洋银十元，二等者无赏无罚，三等者记惰一次。两次连考三等者戒责，三次连考三等者斥出。其三次连考一等者，于照章奖赏外，另赏衣料以示鼓励。”
（4）学习年限为5年。学成后，准以水师员弁擢用。“其有由文职文生入局者，亦未便概保武职，应准熙军功人员例议奖。”“学习监工、船主等事，非资性颖敏人不能”，“各子弟之学成监工者，学成船主者，即令作监工、作船主，每月薪水照外国监工、船主辛工银数发给，仍特加优擢，以奖异能。”
这种从不拘出身、广求社会贤慧子弟，对学生优给廪饩，优奖劣汰，到优予拔擢，与洋员同等给薪等等规定和措施，集中到一点，就是加速培养优秀新式科技人才，以便将“彼之所长”转变为“我之长”，并进而达到“驾西人而上之”。应该看到，马尾船政局的前、后学堂的作为，既远出京师同文馆之上，也超过上海、广东方言馆。实践证明，前、后学堂的成效是显著的。英国教习赖格罗称赞这些学生“勤邑与专心工作，也许超过英国的学生。”日意格也认为这些学生“均甚聪明，易学易晓。”左宗棠因此而发出“中国人才本胜外国”的自豪语。这句话虽言过其实一点，但丝毫没有“崇洋”的影子却是事实。
艺局的教学采取基础理论与实践相结合的原则。即在学专业过程中结合实际到工厂、轮船进行操作训练。例如，1871年，船政局派学生严宗光、刘步蟾、林泰曾、何心川、叶祖珪、蒋超英，方伯谦、林承谟、沈有恒、林永升、邱宝仁、郑浦泉、叶伯鋆、黄建勋、许寿山、陈毓淞、柴卓群、陈锦堂等18人，并外学堂学生邓世昌等10人，登“建威”练船练习，巡历南至新加坡、槟榔屿各口岸，北至直隶湾、辽东湾各口岸；1875年，以“扬武”号作练船，除将“建成”练船上的练习生移入外，复派萨镇冰、林颖启、吴开泰、江懋祉、叶琛、林履中、蓝建枢、戴伯康、许济川、陈英、林森材、韦振声、史建中等，登船见习，航行海外，游历新加坡、小吕宋、槟榔屿各埠，至日本而还。这种注重实用的教学方法，在中国是新式的，开创性的，它打破了完全在书斋中生活的陈规，在中国近代教育史上应占有重要一页。
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