军事是洋务运动的重点，洋务派试图通过强军来强国，为此，他们开展了大量军事建设工作。在建设新式军队的同时，洋务派意识到培养新式军事人才的必要性。于是，一批以培养军事人员为目的的军事院校相继出现。
1885年，直隶总督兼北洋大臣李鸿章在天津创办了天津武备学堂，这是近代中国第一所培养陆军人才的军事院校。这个武备学堂对近代中国影响巨大，北洋军阀段祺瑞、冯国璋、曹锟、吴佩孚等，均为武备学堂的学生。看到天津武备学堂的成果之后，清政府下令各省添设武备学堂，各省均仿照天津武备学堂来设立各自的武备学堂。
正是在这样的背景下，张之洞也在湖北设立了武备学堂。
武备学堂的首要任务是培养新式军事人才，而当时列强中，德国陆军最有战斗力，张之洞就聘请了一批德国教官。学堂要教授的是新式军事知识，这就需要学员有一定的文化基础，因而，在招收学员时，张之洞很重视学员的文化程度，学员都是在科举考试中取得一定成绩的人。入学的学员年龄一般都在20岁左右，他们既可以参加一年的速成班，也能进入三年的正式班。优秀的学生毕业后还有机会出国深造。
在课程安排上，学员既要学习军事理论，也要学习军事实践。理论课被称为“学科”，内容有军械学、算学、测绘、地图学、各国战史、营垒、铺桥筑路、阵地的攻守转换等。实践课被称为“术科”，有枪队、炮队、马队、营垒、工程队、行军炮台、行军铁路、行军电线、行军旱雷、试演测量、演习体操等。
张之洞虽然是在培养新式军事人才，但是，他培养军事人才的目的是要服务于大清国，是要维护封建统治，维护儒家的价值观。所以，在给学员传授新式军事观念的同时，张之洞也很注意对学员进行传统思想的灌输。他要求学员在学习主科的同时，也不能放松学习传统的儒家典籍，以便巩固根本，端正思想。由此可见，早在百余年前，张之洞就已经意识到了思想教育工作的重要性。
进入武备学堂的学员享受的待遇非常丰厚。学堂每月会给所有学员发放4两银子，让他们补贴家用；同时，学员在学堂内的日常需求一律由公费解决，不仅提供食宿，连服装也一律由学堂提供。像学员穿的鞋子，每两个月就会发一双新的；学员的被褥也是由学堂提供；就连洗衣服这样的事，都是学堂请专人负责。
学堂的伙食更是无可挑剔：平日里是三荤三素，如果生病，则提供额外的照顾，伙食更加丰盛。此外，每月的初一和十五还要改善伙食。再有就是学堂每个月会对学员进行考核，成绩优秀的发给奖金，最好的可以得到8个银元，最次的也能得到4个，基本上是人人有奖金，月月有闲钱。学员每个月获得的这些收入，足够一个普通家庭每月的日常开销。也就是说，学员只要在武备学堂好好上学，就已经足以养家糊口，根本不需要家里再提供额外的资助。
上学时，武备学堂的学员可以享受到优厚的待遇；毕业后，又可以进入军队担任军官。这样优越的条件自然是让旁人万分羡慕，学员们也成了受人尊敬的“武备学爷”。
由此可见，想要在社会上培养一种好风气，必须要给予足够的鼓励；同样，一种坏风气的盛行，其背后必然是坏风气带来了巨大的利益。想要遏制坏风气，必须要掐断坏风气背后的利益。如果社会上缺乏诚信，必然是因为诚信难以给人带来利益，同时，也意味着社会上对于缺乏诚信者的打击力度不够。想要使社会上大行诚信之风，不仅要让诚信者得到实实在在的利益，还要对不诚信者进行严厉的打击。
1902年，湖北武备学堂改称为武高等学堂，与文高等学堂相对应。1905年，改为湖北武师范学堂，在制度上效仿日本士官学校，用于培养军事学校的教员。
在办理军事教育工作的过程中，清政府意识到军事教育是一项庞大的工程，仅仅建一个军事学堂，或者派一批人去国外的军事院校进修，这还远远不够。中国是个大国，自然也需要庞大的军队来维护国家安全。要建立新式军队，就必须有大量的新式军事人才。一个军事学堂培养的军事人才自然是不够的，虽然可以派遣人员去海外，但是因为成本高昂，无法大批量培养人才。所以，归根结底要建设有系统的军事教育体系才行。出于这种考虑，清政府开始仿照日本的军事教育体制，创办自己的军事教育系统。教员则是接受过西方军事教育的中国人，或者直接聘用日本人、德国人。
1905年，清政府练兵处会同兵部奏拟《陆军小学堂章程》，开始在全国各省设立陆军小学堂，宗旨为“一切教育，以忠君爱国为本原，德育、体育为基址，振尚武之精神，汰叫嚣之陋习”。学制三年，每所学堂定额为90名至300名不等，年龄为15岁至18岁之间（武备学堂挑选的可在20岁以下）。各小学堂定额分三年招足，即每年招定额的三分之一，分为第一、二、三班，新生为三班，每年提升一班。
朝廷对军事教育进行了整顿之后，张之洞的湖北武师范学堂不在朝廷的许可范围内，不符合规定。于是，张之洞只好在1906年把它改为湖北陆军（特别）小学堂，设在武备学堂原址。湖北陆军（特别）小学堂学制为3年。学堂原计划办仁、信、智、勇、严5科。当年招收的仁科学生共计560人，次年7月招收信科学生共计830人。然而，这个学堂只招收了这两科的学生，没有进一步招生，而且，这批学生毕业后，学堂在1909年停办。学堂开办期间共计培养学员1100余名。
