優級師範開創時間在國內也是較早的。1907年，新舊學生隻有140人，全部合並為預科。次年冬，預科生全部畢業，旋即如數升為選科，分成史地、理化、博物、數學四科，使優師變成了選科優師。1910年底，選科生全部畢業，此前總辦楊增新已調往新疆，優師再未招生。之後，省署將初級師範學堂合並於優級師範學堂，改名為兩級師範學堂。民國成立後，改為省立第一師範學校。
初級師範學堂。1905年，由速成師範學堂直接擴建而成，是一所五年製的正規化師範學堂。根據清政府規定的統一學製，分設完全科和簡易科兩科。完全科又分為本科和預科，本科3年，預科2年。經費全由藩庫開支。初級師範設有提調管理全堂事務，下設監督、教務長等職。學生來源，也由各府州縣按配額選送，全屬廩生、增生、附生。招收學生時，沒有年齡限製，簡易科第一屆學生的年齡最大的43歲，最小的24歲。學生每月膏火銀皆為4兩，由各府州縣按其所送名額籌解。所修課程分修身、讀經、講經、教育、文學、曆史、地理、算學、理化、博物、圖畫、體操等12門，其中經學課時與一般學堂相似，由總教習主講。在師資中，合格的西學教習太少，這是初級師範和其他新學堂的普遍現象。即使以比較優厚的待遇延聘西學教習，也難能在短期內改變這種困境。
實業學堂作為近代興起的技術專業學校，是與資本主義經濟的產生發展緊密聯係的。從19世紀60年代開始，洋務派為了“師夷之長技以製夷”，“覓製器之器與製器之人”，著手創辦一批外語學校、近代實業技術學校。到了20世紀初，清政府標榜“自強”、“求福”的洋務運動宣告失敗，但要求社會前進的呼聲卻更趨強烈，加之外國傳教士的長期活動以及近代工業的初步發展，產生了對科技專門人才的迫切需求。於是，蘭州的職業技術教育應運而生，各類實業學堂相繼創辦。這些學堂主要有：
農林學堂。1908年，由蘭州道台、甘肅農工商總局的總辦彭英甲創辦，校址在蘭州西關舉院（今蘭州大學第二醫院內）。所需經費由農工商礦總局籌撥。修業年限五年，分設預科和本科。辦學方針是一麵學習，一麵參加生產。課程設置方麵，以經學、國文、曆史、地理、格致、算學、物理、化學、日文、英文、藏文、實驗、實習、圖畫、體操等為公共課，另設日文、代數、幾何、三角、農林等專業課。招生辦法，一由學堂出題招考，二由各州縣推薦保送。後來因專業教習缺乏，名實不符，在第一期學生畢業即陷入停辦狀態。
礦務學堂。也是1908年由彭英甲創辦的，與農林學堂合辦於同一地。礦務學堂的學製、年限、和科別設置、學生來源等情況與農林學堂相同。學校設有監督、庶務長、監學、會計等職員，所設課程中，公共課與農林學堂相同，專業課設有英文、法文、藏文、化學、試金、冶金、采礦、地質、測量、製圖、應用力學等，共有教習13人，其中比利時教習賀爾慈講授化學，林阿德講授英文，法國人狄比純講授法文，其他合格的專業教習幾乎空缺。該校同樣於首屆學生畢業後停辦。
此外，還有1909年在蘭州織呢局附設的一所實業學堂即蘭州織呢藝徒學堂。這所學堂專為培養該局所需藝徒而設，屬於初等實業學堂。該學堂在管理體製方麵與農林、礦務學堂相似，都由主辦機構和本省提學使署兼理，所需經費由織呢局支付。學生正額20人，從織呢局挑選；副額10人，從局外招考。修業期為三年，所修課程由本局的德國籍工匠和本國工程師及外文翻譯任教習，分門講習各項製造工藝與所需科技知識。學生畢業後分派本局工作。這所學堂的創辦雖有一定功效，但其發展曆程隻能取決於織呢局的需要程度，局限性較大。
1919年由甘肅教育會會長牛載坤創辦了省立第一工業學校。初設時，校名為工藝學校，後改名為甲種工業學校、省立第一工業學校、省立蘭州工業職業學校等，設有編染、紡織、應用化學等科目，並附設了校辦工廠，供學生實習。隨著紡織、火柴等近代輕工業企業的創建和發展，對女工基本生產技能的要求也越來越高。於是，女子職業學校應運而生。1928年甘肅省政府派人租借民房，籌辦女子求職學校，最初專作官眷求學之所，後經政府批準改組為省立女子第一職業學校，求學對象擴大到一般民女。
清末至民初蘭州創辦的實業學堂，體現出兩方麵的特點。一是規模小，水平低。幾所實業技術學校均屬中等教育，主要涉及普通的自然科學，缺乏高級工程技術人員的培養。二是舊式教育觀念濃厚。興辦的各實習學堂，特設監督、提調、監學等官職，具有行政衙門的色彩。課程設置上，經文、國文、倫理等課目重複較多，而專門技藝科目空泛簡略。這些情況，與當時蘭州近代實業的不夠發達及其社會的閉塞狀態相一致。盡管如此，由於實業學堂是近代經濟發展的必然產物，作為潛在生產力的培育之地，它的出現對社會經濟的發展具有多方麵的促進作用：
其一，近代實業學堂培養了大批專業人才，為蘭州各生產部門提供了具有技術專長的新型勞動力。近代以來，蘭州地區的生產方式仍然是農業與手工業相結合的自給自足的自然經濟，生產技術水平比較低下，人們隻能依賴世代相沿的生產經驗及簡單的工作方法，維持半原始狀態的再生產，使生產力不可能得到較快的發展。近代蘭州實業學堂創辦後，通過各方麵人才的培養，造就出大批知識素質較高的勞動者。當這些勞動力進入生產領域後，無疑會以科學代替愚昧、知識代替保守，在較大程度上改進傳統生產方式，推動社會經濟的進步。
其二，工讀結合的近代實業學堂，解決了生產中遇到的一些疑難問題，推動了蘭州社會生產力的發展。近代蘭州創辦的實業學堂，大都設有試驗工廠與農場，以供學生實習。這種工讀式教學，可使學生在親手參加勞動的過程中發現實際生產所麵臨的疑難問題，然後帶著所發現的問題再進行深入鑽研與探討，求得解決問題的方法。經過學習與實踐的反複過程，既能夠做到學以致用，把新知識引入生產領域，又可以解決許多當時存在的生產難題，直接促進各種生產的發展。
其三，實業學堂的創辦，對於瓦解蘭州地區的傳統觀念與封建生產方式，建立資本主義生產關係起到不可低估的作用。近代實業學校不僅是傳播純粹生產技術的場所，而且是傳播資本主義生產方式的基地。蘭州地區建立的這批新式學校，把資產階級的國家觀念、生產方式和思想文化也同技術一起帶入蘭州。通過長期潛移默化的作用，使封建的陳舊觀念在科學民主的滌蕩下發生動搖，把在自然經濟基礎上形成的所有價值規範撕開了裂口，有助於資本主義生產方式在蘭州的形成和發展，從而使昔日蘭州地區小農經濟的模式逐漸進入到多元化發展的生產時代。因此，蘭州近代實業學堂，濃縮著一種新型的生產方式，它們對於推動當地生產力的進步及其新生產關係的形成，無疑產生了巨大的影響。
在清末以來的興學熱潮中，普通中小學堂也得到迅速發展。蘭州的中學堂是1905年由五泉書院改設而成立的。學製五年，不分高、初中，學生來源主要是高等小學堂畢業生和由各地選送的同等學曆者，教師來源於師範學堂或自社會延聘，都比較緊缺。中學堂的課程設置有修身、講經、讀經、國文、算學、曆史、地理、外語、理化、博物、財政及圖畫、體操等13門。課時分配上亦以經學為主課，約占全部課程的1/4左右，還帶有舊製度的某些特征。其教育目的都是以“施以較深之普通教育，俾畢業後不仕者從事各項實業，進取者進入高等專門學堂，均有根底為宗旨”。民國初年，南京臨時政府教育部頒布《普通教育暫行辦法》，實行“壬子癸醜學製”，對清末教育製度實行重大改革。當時甘肅發生財政困難，將原文高等學堂、蘭州府中學堂合改為全省中學堂。
小學堂的創辦情勢較好。自清末興學熱潮起，各地小學堂的開辦速度更快，分布地域較廣，同時創辦形式較多，不拘一格。小學堂分為高、初兩等。高等小學堂創辦時的客觀條件較好，往往以舊書院為基礎。蘭州的皋蘭縣小學堂就是以位於曹家廳的皋蘭書院為基礎而創辦的。初等小學堂的創辦，當時在數量上沒有統一規劃，全屬自發性的舉措。大致來說，其創建規模與過去社學、義學以及城鎮儒學相差無幾，一般都設在古廟、祠堂、院舍和義學、社學的舊址，設施極為簡陋。每所初小一般隻有一名教習，學生多寡無定額。另外，在民國初年振興學校的過程中，甘肅教育司長馬鄰翼創設蘭州回教勸學所，並設立清真高等和初等小學5所，成為蘭州新式回民學校倡興和發展的開端。同時，鄧宗、王之佐等籌辦了第一所女子小學，是蘭州最早的女子學校。
小學堂的管理體製，分官立、公立、私立三種。高等小學堂設堂長1人，教習若幹人。初等小學堂除個別官立者設有堂長外，一般隻設教習1人，兼負堂長等職責。學製設施不甚一致。兩等小學堂內，分設高等、初等兩級，其規模設施，理應更大更全，但在初創時均與高等小學堂相似。高等小學堂內分設正額、備額；或內班、外班；或正齋、附齋；或正課與副課、附課等兩種級別。有的在正額之內還設有一定數額的師範班；有的在正額之內還設有一定數額的童生或全屬童生，或分生員與童生兩類，童生實屬高等小學堂附設的初小學生；有些地區還單獨設置回民小學堂、或回民初等小學堂。各學堂都要求學生以絕對服從為第一要務，必須遵守《聖諭廣訓》，以養成其忠君思想和倫理道德觀念。初等小學堂的教育目的是“以啟其人生應有之知識，立其明倫理、愛國家之根基，並調護兒童身體，令其發育為宗旨”。高等小學堂“以培養國民之善性，擴大國民之知識，強壯國民之身體為宗旨”。並“以童年皆知做人之正理，皆有謀生之計慮為成效”。其基本旨意仍在於培養為封建政治文化服務的青年一代，但其重視學生全麵發展的育才模式，還是有一定曆史意義的。
清末的教育“新政”，是在不變動原有封建政治經濟製度的基礎上進行的一次局部變革，是企圖用變革教育的方略來維護和鞏固原有的統治秩序，因而清政府規定必須首先以“忠君”、“尊聖”為最重要的教育宗旨，從而嚴禁學堂中“有礙國體、有礙名教”的言行，這就必然引起學堂教育內外的新舊思想和新舊觀念的衝突與交鋒，這種衝突與鬥爭，在蘭州的新學堂裏也明顯地體現出來。主要表現為以下幾方麵：
一是有關議論時政的爭論。1905年5月，甘肅文高等學堂的學生魯效祖等，因風聞京津一帶有為請求國家速開國會之事而投海獻身者，則激於愛國熱情而上書總督署，要求提前召開國會，其目的僅在於略表為國獻計之意。但總督升允認為這是幹涉政治、圖謀不軌，便立即命令文高等學堂提調楊增新將魯效祖等開除學籍，魯效祖無法申訴，隻得含恨回鄉。後來到了新疆後，卻為知情者器重，擔任了重要職務。又據前人回憶，文高等學堂的第一屆畢業生考試時，國文課程由總督升允命題，題為“國無遊民，朝無幸位”。學生水梓在其試卷中寫有“朝有幸位，而後國有遊民”一語。升允聞後，認為此係譏諷時政，有反對朝廷之意，聲言要開除學籍。後經楊增新勸解，才以扣考一年以觀後效了事。還有一次，該校學生張友梅在其國文課的作文中，引用“君也者，天下之大害也”一句成語，以抨擊君主專製製度，便在文高等學堂中引起了一場軒然大波。總教習劉爾炘認為這是“欺君罔上，叛道離經”，準備用戒尺責打。學生張培愷和曹英等認為這太不公平，責打無理，因之起而抗爭。爭論中又因言語衝犯過烈，張培愷等負氣退學，以示其憤。後經同學勸說，張等又回校就學，論爭也逐漸平息。1907年，文高等學堂學生從上海報紙上得知日本要挾清政府出賣東北警政權的消息後，異常憤怒，聯名向清政府巡警部發電報，聲言“日人奪我警權，此係國家存亡之所關，務期設法抵製，否則民變”。發電時，有人怕激怒朝廷，建議將電稿中的“否則民變”一語刪除，但仍被電報局委員談夢九扣發，並報告升允。升允得知後大發雷霆，指斥難能息怒，不僅電報被扣，反將學生花廷黼等數人下令開除學籍。後經劉爾炘說情，數人返校上學，花廷黼和李銑兩人終被開除，青年學生愛國義舉，竟以“幹預國政”之罪受到責罰。