大明远洋水师在实战中迅速成长，但也暴露出了一个严峻的问题：合格的海军军官和专业技术人才极度匮乏。老一代水师将领多出身于沿海卫所或郑芝龙这样的海商集团，经验丰富但知识结构单一，尤其缺乏系统的航海、天文、造船和炮术理论。而新一代的识字之人，大多奔着科举正途而去，视航海、军工为“奇技淫巧”，不愿投身其中。
朱由校深知，没有人才梯队，再强大的舰队也只是无源之水，无本之木。他决心建立一所专门培养海军人才的学校。在格物院的基础上，他下旨设立“皇家格致学堂·海事分院”，校址选在天津卫，靠近新建的皇家造船厂和北洋水师基地，便于理论联系实际。
旨意传出，朝野再次哗然。
“陛下设立格物院，钻研器物之理，尚可理解为增广见闻。如今竟要专设学堂，教授航海、炮术，并授予结业者武职官身？此非鼓励世人舍本逐末，弃圣贤书而逐锱铢之利、凶杀之器乎？”一位翰林院学士在私下议论中痛心疾首。
“听闻还要聘请西夷教士担任教员？简直荒谬！夷狄之学，腥膻未化，岂可登我天朝学堂之堂奥，蛊惑士子之心？”另一位保守派官员愤然道。
阻力不仅来自清流言官，甚至也来自部分军方勋贵。他们习惯于传统的师徒相传、行伍提拔，对于这种“学堂”培养出来的军官，本能地抱有怀疑和排斥。
然而，朱由校的决心无比坚定。他亲自审定了学堂的章程、课程设置和师资名单。学堂祭酒（校长）由一位对西学持开放态度的礼部侍郎兼任，但实际负责教务的，则是一位经验丰富、思想开明的水师老将。教员阵容更是空前“混杂”：既有告老的水师舵工、炮长，善于造船的工匠大师傅，也有格物院中精通算学、地理的学者，甚至，通过澳门的葡萄牙关系，重金聘请了两名精通航海术和基础几何学的耶稣会传教士担任客座教员。
课程设置更是与传统书院大相径庭，主要包括：航海术（天文导航、海图辨识、舵帆操纵）、天文与地理、船舶设计与建造原理、火炮操作与维护、海上战术与旗语、以及基础的数学和《海事律例》。学制两年，结业后经考核，优秀者可直接授予水师把总、千总等基层军官职位。
招生成了第一个难题。朱由校不得不强制要求沿海水师卫所、勋贵武将家族以及内官监部分年轻宦官选派子弟入学，并面向社会招收粗通文墨、身体强健的年轻子弟，许以优厚待遇和出身承诺，才勉强凑足了第一期八十名学员。
开学之日，朱由校甚至亲自前往天津，主持了简陋的开学仪式。他看着台下那些神情各异、有的充满好奇、有的则带着迷茫甚至不情愿的年轻面孔，发表了简短的训话。
“尔等今日入学，所学非是寻常之技，乃是护国卫民、开拓万里波涛之大学问！朕不要你们只会死读经书的酸儒，要的是能驾驭风浪、精通炮火、为我大明扬帆四海之栋梁！望尔等勤学苦练，勿负朕望，勿负此海上学堂之名！”
皇帝亲临，极大地提升了这所新式学堂的地位，也暂时压制了明面上的反对声音。但暗流依旧涌动。传统士大夫冷眼旁观，等着看这所“不伦不类”的学堂能闹出什么笑话；军中的保守派则对这批“学生官”的未来表现充满质疑。
学堂内的日子也并不轻松。课程繁重，尤其是数学和航海天文，对许多基础薄弱的学员而言如同天书。实践课程更是辛苦，爬桅杆、操帆、摆弄沉重的火炮模型，让一些出身较好的学员叫苦不迭。那两位葡萄牙教员虽然学识不错，但语言不通，需靠通译转述，教学效率大打折扣，其迥异的面貌和习惯也时常引来学员异样的目光。
然而，也有部分学员，如饥似渴地吸收着这些新奇的知识。他们中有的出身航海世家，对大海有着天生的热爱；有的则胸怀大志，看到了海洋对于国家未来的重要性。在这些年轻人身上，寄托着大明远洋事业的未来。
这所融合了中西技术的海军学堂，如同一株在巨石缝隙中艰难萌发的幼苗，它能否克服重重困难，真正为大明的远洋事业培养出合格的接班人，仍需时间的检验。