特科班共有学生近四十人，年纪在二十至三十之间，其中已有功名者不乏其人。蔡元培在特科班采用了一种书院式的教学法，即，由学生自由读书，每天要写札记送他阅批；每月终由他命题考试一次，评定成绩，然后送学校总理鉴定。
1901年9月21日，蔡元培亲拟《南洋公学特科班学习办法》。
规定每天上课的7小时之外，学生可随意看书，对于阅读时的心得和疑义可做笔记，与札记一同呈交；札记须每七天一篇。
为指导学生，蔡元培亲自写下他认为的各门类科目应读的参考书及读书的次序，然后由学生们根据自己的志趣，选择其中的一门或几门科目按他所开列的书目按顺序阅读。此外，蔡元培还每天晚上轮流召两三名学生到他的寝室进行个别谈话，或向学生发问、或让学生自述学习的心得、或一起座谈对时事的感想。
特科班在教学内容上，把西学放在很重要的位置。其功课分前后两期，各学三年。前期功课有英文语法，数学中的代数、几何、三角，物理，化学；后期功课还加上地理、史学、政治学、经济学、逻辑学等。
蔡元培在讲学过程中，在大力提倡西学的同时，注意引导同学们进行中西比较。他为特科班学生所出的作业题目，多关政治、法律、道德、哲学、教育、时事等问题。
据蔡元培日记中所记，他给学生出的题目先后有：
“《论史事为人类进化之资藉》、《读道学家书分德行与性理两类说》、《原法》、《论土耳其受保护于英之利弊》、《论罚锾》、《论英国保护土耳其之得失》、《日本维新名士多出于阳明学派说》、《论信陵、平原、孟尝、春申四君与其国之关系》、《律有自首免罪以公理证明之》、《拟外务部大臣移葡萄牙外部长书》、《宋明道学家同出孔子，而有宗教质性与哲学质性之不同试概论之》、《论秦汉重农抑商》、《论刑逼招供之非理》、《论法人占土耳其弥低偏海岛》、《宋儒论性有文理气质两种然否》、《游侠平议》、《殷法刑弃灰于道辨》、《评英特之争》、《俄皇大彼得遗训于五条为彼国二百年来外交政策之方针其中有已实行者试条举以证之》、《论监禁与放流两刑用意之异同》、《程正叔论寡妇再醮之非谓饿死事不小失节事大然再醮即失节乎以公理断之》、《论者谓民智末开不能设议院然否？》、《外人目我为君权无限辨》、《揭唐律今律之大不同而有关系者评其得失》、《论国家彩票富签票之弊并陈筹还外债之策》、《论强国对弱国不守公法之关系》、《希腊苏格拉第有知即德之说试申引之》、《论教育之关系》、《宪法精理著人民权利十三条以我国现行法制比较其违合之度》、《新民丛报公民自治篇举广东人自治之成绩各任其例以所居本省之事证之》、《论立法、司法两权分立之理》、《论国际公法之性质可以国家学中之民约论证明之》、《论改定盐法及抵制洋盐进口之策》、《斯宾塞尔言谬误事中自有真理，试以所知之事证明之》、《普之胜法毛奇将军归功于小学校教育试论其理》……”
从这些作业题目中，可以清楚地看出，蔡元培所倡行的新式学风关注的范围和研究的方向。在这里，学习不仅已经不再是传统地“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”，也不再是坐而论道，而是具有强烈的现实意义和实用性。这其中的一些课题，其意义之深远，即使放在今天来探讨也并不过时、陈旧。
从这些作业题目中，也可以强烈感受到，一个优秀的知识分子具有的先见和透过时空的智慧。更能看到，蔡元培在教学上是如何的殚精竭力。
为使学生们更好更快地了解各种西学知识，蔡元培在南洋公学里还十分重视外语的教学。
他曾对特科班的同学们说：“现在中国被各国欺侮到这地步，知彼知己，百战百胜，我们要知道自己弱点，还要了解国际情况。了解国际情况，就要通晓外国文，读外国书。”
英文自然是要学，也特别重要，但蔡元培根据自己学习外文的经验和体会，学英文难而学日文相对容易些。既然大多数西方著作，都有日文译本，他建议学生不妨先学习与汉语较为接近的日文，以了解世界大势。
他亲自负责日文教学，并将他本人边学日文边学着翻译的方法，对学生们倾囊相授。在蔡元培的悉心指导下，很多学日文的同学“不数日，人人能读日文，且有译书者”，这件事在当时被很多人当成传奇。
蔡元培在教书、编书之余，还跟马相伯学拉丁文。
每天一大早，蔡元培便从南洋公学走两三公里的路，赶到徐家汇土山湾马先生的住处。他是个习惯早起的人，有时，早5点钟就到了马老师的家门口。
后来，蔡元培又选了24名学生，一道师从马先生学习拉丁文。
马相伯（1840年4月7日—1939年11月4日），原名马志德，圣名若瑟，又名钦善、建常、绍良，字斯藏，又字湘伯、芗伯等，晚号华封老人。
祖籍江苏丹阳，生于丹阳马家村（今江苏丹阳），是一位杰出的教育家，是震旦大学、复旦大学、复旦中学、向明中学的创始人兼首任校长，耶稣会神学博士。
民国高官于右任、邵力子为其弟子。后人辑有《马相伯先生文集》。
此时，张元济在南洋公学任译书院院长，蔡元培常向自己这位同科好友借阅西学书籍和日文资料。来往多了，他们之间的关系更为密切和志同道合，不时彻夜长谈。
二人商定：合资创办一份报纸，专门向国人译述外国报刊对中国的评论和报道，初名为《开先报》，后改称《外交报》。
蔡元培为该报撰写《叙例》，阐明办报宗旨：“荟我国自治之节度，外交之政策，与外国所以对我国之现状、之隐情，胪举而博译之，将以定言论之界，而树思想之的。”
此报于1901年10月发刊，张元济为主编，蔡元培负责撰写论说、翻译日文稿件。
不久，张元济投资商务印书馆，并向该馆主办人夏瑞芳建议设立编译所，以拓展事业。
翌年，编译所成立，张元济推举蔡元培兼任所长，负责组织编写新式学校的各类教科书。
蔡元培积数年的办学经验，详细制定了编撰体例，并邀请蒋维乔等担任编撰，这便开始了蔡元培与商务印书馆长达几十年的合作。
在此期间，蔡元培编选的三卷本《文变》一书，由商务印书馆发行。
此书选入文章四十二篇，近人之作居多，内容涉及当时知识界普遍关心的社会、政治、文化、伦理等问题。诸如《中国士流改进策》、《论义和团与新旧两党之相关》、《清朝兴衰之关键》、《男女婚姻自由论》、《女子亟宜自立论》等等。所选少量古人作品，也“于新意无忤”。
尽管此书的用途是为科举改八股为策论后，取代昔日的古文选本，但编者的主旨是使“读者寻其义而知世界风云之所趋”。充分反映了蔡元培，在文化教育领域锐意求新的思想。
前边提到了，蔡元培续偶的五个条件，把络绎不绝的说媒者纷纷吓退，但终有好朋友关心蔡元培的再婚。
后来，有位姓林的朋友曾告诉蔡元培说，江西都昌的黄尔轩先生携眷寓居杭州，黄的次女便是天足，且擅长书画。嘱咐蔡元培不妨托人探寻一下。
事也凑巧。不久。蔡元培还是因办学之事，与友人童亦韩去临安。路经余杭，天色已晚。遂到童亦韩相识的该县厘局局长叶祖芗府上投宿。
叶祖芗对蔡元培慕名已久，热情款待。
饭后茶余，叶祖芗拿出自己收藏的字画。请来客观览。其中的一张直幅扇页，所画工笔仕女精巧细腻，落款的字迹也十分端秀，署款黄世振，引起蔡元培关注。
主人介绍说，这是他的同乡黄尔轩之女。自幼得父亲钟爱，不曾缠足，却自学绘画，技艺不俗，经常卖画以维持家用。尤其讲求孝道，称得上是贤能之女。
蔡元培闻听后想起林姓朋友的话，当即表示出了倾慕之意，请叶祖芗从中玉成。 叶很痛快的答应了。说来更巧，黄尔轩之女黄女士也听说过，蔡元培那惊世骇俗的续偶的五个条件，内心也钦佩不已，只是无缘得见。不出一个月。 蔡便与黄女士订婚。
1902年元旦，二人在杭州举行婚礼。这是个新旧参半、形式奇特的婚礼。一副绣着“孔子”两个大字的红色帐子，取代了浙江婚俗中，必须悬挂的福寿禄三星的画像。但新婚夫妇仍按旧习。行三拜九叩之礼。历来的闹洞房的惯例，变成了一场规模不大的演说会。杭州学界人士宋恕、汪希、孙翼中、陈介石、叶景范等前来祝贺，并发表了即席演说。
蔡元培在开场白中说；“夫妇之道,极正大，极重要，无可引以为羞涩。并无可援以为谐谑之理。而近世东南诸省，盛行闹房之俗，务以诡侧谑浪为宗，实不可解。然天下极谬误事，其中必有真理，乃哲学家名言。窃意古者女子如归，诸母有警戒之词；初到夫家，舅、姑及戚家来者，亦必有以教之。《颜氏家训》所谓妇初来，此其义也。流传讹变，乃至如近日闹房者之所为。吾意欲改今复古，既承诸君不弃惠临，敬乞各以意赐教。当铭之神鞶，水为矜式。”
客人中虽多半是新派人士，但新派人士在某些问题上也可能很保守。浙江名流陈介石引经据典，大谈男女平等。而另一著名人士宋恕，则不无调侃的提出，男女平等是不可能的。
他说：“倘黄夫人学行高于蔡先生，则蔡先生自应以师礼事之，何止平等？倘黄夫人学行不及蔡先生，则蔡先生当以弟子视之，又何以平等？”
在喜庆场合，谁说什么，自当不必认真，但蔡元培在答词中还是提出了他的看法：“就学行而言，固有先后，就人格而言，总是平等。”
黄夫人，名世振，字浣芗，号仲玉。是蔡元培家庭生活和事业的贤内助。对王夫人留下的两个孩子阿根和无忌，视若已出，是个典型的贤妻良母。