學習內容分為學科和術科兩大部分。學科有兩項，一為六大教程（戰術、兵器、地形、築城、交通、軍製），二為典範令（各兵科操典、射擊教範、陣中勤務令、通信教範、內務規則、陸軍懲罰令等），以及馬學、衛生學等。
術科則包括操場教練、野外演習、技術體操、劈刺、馬術等，教官由國內各軍官學校和留日回國軍官擔任。
27師所有排及以上軍官必須參加為期一年的這種進修，是為軍官班。由於人數較少，經張漢卿建議，除招收現役軍官外，同時留出一半名額供有誌於從軍的青年學生、及一部分有小學知識程度的士兵報考，入軍士班，學習期限亦為一年，但青年學生畢業後須見習三個月方準補用為初級軍官。
不要小看這些學生：相比於傳統的兵油子，這些青年最大的不足是未經實戰，但是隻要有充足的時間，這些能夠識文斷字的書生絕對會後來居上，因為高素質的軍士可以更快的掌握高技術武器，多兵種合成化程度也高。有文化的士兵同樣是一筆價值不菲的財富，經過理論的熏陶，其戰場經驗可以很快地轉化為知識，並迅速提升軍事水平，事半而功倍。
當然，這種培訓不是一帆風順的：習慣於大老粗生活的軍官們非常不情願於重新拿起筆杆子重回訓練場，隻是張作霖有嚴令，未經講武堂進修合格之人員，不能從事於各級部隊一線主官的崗位。當然，有機會晉升的識字士兵及投身於軍營的社會青年學生們對於這個既能提升軍事素養又能很快看得見實效（職級）的講武堂是懷著十分崇敬的心理來加入的，其學習效果不可同日而語。
同樣是基於充實自己的心理，張漢卿自告奮勇要參加第一期的培訓，這讓張作霖大吃一驚。這個長子他是清楚的，聰明機智是不用說的，在近來即有十分奪目之表現。但是作為少帥，他又慣常不為清規所扼累，小小年紀，能夠吃得了這個苦嗎？不過，兒子主動要去鍛煉，做父親的當然樂見其成。就是張漢卿不願意去，他還要想方設法逼他咧。在這個亂世，執掌兵印子，沒兩把刷子怎麼行？
他深知兒子衝動的個性，便裝出很驚訝的神情說：“什麼？你要上講武堂？你別給我丟人了，你去不了幾天幹不了，又出來了，那不是給我丟人嗎？”
張漢卿被老帥一激，忍不住說：“人家能，他們幹得了，我為什麼就幹不了？”
張作霖說：“好，你若能在講武堂畢業的話，你出來我就給你個團長當當。”
張漢卿一樂，嘿，不用你激，我本來就是要學點東西，不然怎麼在這亂世混？好好混一年，還能平白撈個團長。在後世，這團長怎麼著也得是個上校。按照縣團級的說法，到地方上大小也是個處級幹部了。
就這樣，張漢卿進入奉天講武堂炮兵科學習，成為講武堂炮兵第一期學員。