夫妻俩虽然计议已定，真正实施还有许多关窍。
为了避免狭隘民族主义情绪影响未来的研究工作，需要先在上海注册一家中华工业机械公司，由莉莉丝控股，聘华人买办为经理。由华人经理出面，来和学校商谈组建研究室的事宜。对于这个举措，张之洞的态度是乐观其成、静观其变。孙元起则认为，只要他不反对，那就是肯定。
在孙元起的斡旋下，实验室在光绪三十二年（1908）九月在湖北工艺学堂内成立，研究人员除了学堂汽机、车床等科目的高年级学生，还包括经世大学刚毕业的几位学生。协议规定，公司负责采买设备和仪器，学堂负责研发。研究出结果后，公司出资一次性买断专利权和使用权。
筹建实验室的同时，孙元起他也没有放松对师范学校改革的积极关注。
接到学部的批复后，他迅速组织刘师培、杨度、潘咸等人在内的师资考察组，先对各师范院校的老师进行筛选，把那些昏聩迂腐不更时变的老古董、胡言乱语大放厥词的洋教习全部扫地出门，换上有文化有素质的新老师。经过这一轮整顿，学校面貌为之一新。
随后，孙元起、刘师培等人又会同各科老师出题，考核所有在校学生，根据成绩优劣，重新划分年级，再根据爱好和特长分出专业。师范学校老师多，学生更多，这一番折腾，足足花费了近两个月时间。
新官上任三把火，孙元起这把火不仅烧得学生们哭爹喊娘，原先的老师也是怨声载道。作为罪魁祸首，自己同样被折腾得形销骨立：能进学堂当老师的老迂腐，至少都是举人，身后少不了这样的同年、那样的朋友，一被裁员，立马有无数亲朋好友上门求情说项，希望网开一面；能进学堂又不好好学习的后进学子，多半是官宦子弟，就等着拿资历去混官途，好不容易熬到快毕业，结果突然被降成一年级，二十大几岁又要从头学起，还时刻有被劝退的可能，你让那群纨绔情何以堪？
好在清末讲究尊卑有序、师命如山，学生们只敢嘴上哭喊几声，还真没人敢去总督府衙门口去静坐；孙元起的靠山也够硬，被辞退的老师没人去告黑状、使绊子。
到了九月底，孙元起最后一次来到两湖总师范学堂门口的那个小菜馆，给李仲揆等几个学生们讲述物理，又告诉他们一些关于学习物理的方法技巧。临末了才说道：“听说，你们学堂已经改革完毕，换上了新的物理、化学老师，想来他们说得会比我好许多，你们跟着老师好好学习就可以。我还有事，以后就不来了。”
学生早先听孙元起的口风，已经知道他最近会和大家说再见，如今忽然听见，仍觉得颇为伤感：“任兄，你这就要走么？”
“是啊千里搭长棚，没有不散的宴席。我在这里也盘桓了数月，应该走了”和这群学生前后见面之后只有六七次，现在说要分别，孙元起依然觉得有些不舍。
李仲揆问道：“任兄，你以前不说来湖北是考我们学堂的么？这段时间，我们学堂没有招生，是因为提学使孙大人正在整顿教务，所以耽搁了。不过不要紧，孙大人是国际上有名的大科学家、大教育家，他的改革只会让学校变得比以前更好，我们大家都很期待呢为何你现在反而说要离去？”
孙元起如今已是而立之年，但面相显得很年青，尤其是在清末这个大环境里，别人顶多认为他二十四五岁。二十四五岁考学堂，在这个时候是一件再正常不过的事情。所以这群学生对孙元起编造的理由笃信不疑。
“是啊、是啊任兄你的英语、物理、化学、数学都这么好，随便辅导几回，我们就能在学堂考试位列前茅，如果你考我们学堂，一定没问题的”其他学生也应和道。
孙元起摆摆手：“我还有别的事，就不打算考学堂了。只是这次师范学堂改革，你们真心觉得如何？”
“很好呀，我们都很支持改革呢。”其中一位叫董贤琮的学生说道，“现在的学堂，才真是学堂。以前的学堂就是放牛班”
“改革之后，老师更好大家更想学习最近，大家嘴里最常念叨一句诗就是‘提学来，十字街头无秀才；提学去，满城群彦尽沉醉’，哈哈哈。”
“据说新老师是孙大人从经世大学请来的，连工艺学堂的老师都一块儿换了”
听了学生们七嘴八舌的议论，孙元起觉得此次改革的精力没有白费，大为欣慰：“既然这样，大家要更加努力地学校，争取学业早日有成。”
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