1896年末，清廷决定任用袁世凯去小站督练新军。祖父在武备学堂的老同学王士珍（字聘卿）、段祺瑞（字芝泉）等都到了小站，祖父也动了心，但聂将军对祖父有知遇之恩，祖父不忍提出。父亲说：“后来还是荫昌大人推荐，袁世凯一再向聂将军要人，聂将军才把爷爷送去了小站。临走时，两人是挥泪而别。”
到了小站，祖父得到了袁世凯的礼遇。史料记载，袁世凯视祖父的几册兵书为“鸿宝也”，并说“学界之子无逾公者”。祖父与袁世凯同年生，并长袁数月（袁生于1859年9月16日，即清咸丰九年八月二十日）。袁世凯擅礼贤下士，不久便对祖父以四哥相称，并把新军操练、营务等事完全放手交给了祖父与徐世昌、段祺瑞、王士珍、张勋、段芝贵、阮忠枢等人。祖父很努力，又和王士珍、段祺瑞合编了23册新的练兵教科书，这些兵书成为清末我国军事学校编练新军的主要教材。三人后来被称做“北洋三杰”。
父亲说：“在小站，爷爷真是长了中国人的志气。当时是请了几个德国的军官做教练，德国人很傲慢，看不起中国军官。他做的不对，爷爷和他讲理，他还想动手，被爷爷的兵摁住，他却把爷爷告到了朝廷，不过最后还是叫他滚蛋了。”
据史料记载，当时小站练兵请了几个德国教官，其中有个叫曼德的人非常傲慢。一次他喝多了酒，起晚了，耽误了原定的训练计划，当时祖父和士兵们冒着寒风在操场上等，他迟迟不来，祖父就去找他，他不但不认错，还蛮横地要动粗，被祖父手下士兵摁住。他却恶人先告状，通过德国公使到朝廷去告祖父，当时的袁世凯也很担心。后来祖父建议让英国记者在报上揭露真相，致使舆论大哗，促使朝廷解除了与曼德的合约，赶走了这个傲慢的德国人。通过这件事，袁世凯的威望大增，同时也对祖父更加器重。(www.xing528.com)
小站练兵在中国现代军事史上有着极为重要的地位，它不但开创了我国军事现代化的历程，而且培养了一批军事家和政治家。民国初年，包括总统、总理、总长以及众多军事将领，都是从小站练兵场上走出来的，亦即形成了当时以袁世凯为首的“北洋系”。
从小站练兵开始，直至1909年袁世凯被隆裕皇太后和摄政王载沣以“患有足疾”为名勒令“开缺回籍养疴”，赶出政治舞台为止，祖父一直在袁世凯幕下任职，主要为其主持军事教育。如1901年袁任直隶总督，编练常备军，其自任军政司督办，委祖父为教练处总办，并兼练官营、保定将弁学堂、保定速成武备学堂总办等职；1903年袁为清廷练兵处会办大臣，又委祖父出任军学司正使等职。祖父在北洋集团中的地位及威望也来源于此。史料对祖父的记载是：“北洋各学堂造就之众至数千人。今之上而统帅，下而校尉，内而部曹，外而幕职，凡北洋出身者，非同学即其门下士也。”
随着袁世凯的地位不断上升，祖父亦随之先后担任了北洋行营将弁学堂督办、练兵处军学司正使、保定北洋陆军师范学堂督办和署正黄旗蒙古副都统兼陆军贵胄学堂总办等要职，同时还受到了清廷多次嘉奖。对于袁世凯对自己的赏识、提携，祖父一直是感恩备至，多次表示“受恩深重”。袁世凯无论是在大清时期还是民国初年，对祖父一向十分倚重，许多重要事情都是依靠祖父为他完成的。父亲还曾说：“爷爷在贵胄学堂当总办时，上学的都是蒙古和满族的贵族，学堂里还附设‘王公讲习所’。定期听课的都是王公大臣，涛七爷等（载涛，溥仪之叔、摄政王载沣的胞弟）也去听过课。有些八旗子弟懒得念书，不好好学，别人不敢管，爷爷不怕，就拿鞭子抽他们，王公们也不敢言语。”祖父办事认真，不畏权势的做人态度，给我们留下了深刻印象。
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