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他设计了新式炮台
发榜之后，商德全又以应考各科以及德文第一名的成绩顺利进入留学名单行列。经审核批准，商德全、段祺瑞、吴鼎元、孔庆塘和腾毓藻5人被选送出国。随着汽笛一声长鸣，5名留学生随着教官瑞乃尔启程远航。
抵达德国的军事学校，5名中国的留学生才看到了自己国家与人家的差距。看到德国军事、工业、商业等高度发展的现状，联想到清朝目前的状况，令5个人眼界大开，也刺激了学习的欲望。由于商德全的勤奋，在军校考核中，经常在班里拔得头筹。但是，在操演移动炮位、制造垒台的反复操练中，过度的劳累使他患病吐血。但是，商德全坚持着将学业最终完成。辛勤的汗水换来的是丰收的果实，1890年，带着最新的军事科技思想，5个人回到了自己的国家。
万东先生通过多方寻访，在商德全的亲属处获得了意外的收获：当年商德全设计炮台时使用的铅笔和各种测量尺。万东先生介绍说：“1877年，直隶总督李鸿章在天津组建了淮军中第一支克虏伯炮队，拥有德制钢炮100多门。但是，对于当时的淮军来说，只有先进的武器还不能打赢战争，必须从制度上全部更新。刚刚回国时，商德全带回来的新潮思想并没有改变落后的军事制度，只有一些新式的做法，在军营中得以应用。”
1895年，商德全奉命前往小站，担任营制炮兵帮统兼任左翼重炮队领官。商德全与段祺瑞等人参照德国陆军章程，结合军队现状，改革了清军管理章程，制定了一系列新的措施，其中包括炮营、学堂的各项规则和章程，以便用于军事教学当中。他在带领炮队外出演练当中，跑车不慎将百姓的庄稼轧坏，他按照《青苗法》的规定，给百姓以赔偿。
时隔不久，清政府鉴于沿海、沿江一带炮台武器装备落后的状况，难以抗击外敌入侵，开始着手加强沿江地域的防御，商德全被调至上海负责监造吴淞炮台，在中国的炮台建筑史上开创了新纪元。以前传统的中国炮台，都是用三合土夯制而成。如果是土炮轰击，还可以抵挡一阵。但对于船坚炮利的西洋大炮，土台子轰几炮就被炸得无影无踪。商德全利用德国的技术，使用洋灰水泥垒制炮台。同时，他还教会炮兵使用气球测量的各种诀窍，毫无保留地将自己所学灌输到清兵当中。他的这套方法，先后在他担任南京、江苏炮台监督和统领时，在当地使用。正是在商德全的推广和呼吁下，新式炮兵操法和炮台设计，才按照科学的标准实行。而且，他的各种理论和实战应用方法，被炮兵广泛采用。而他在任山西巡访营统领时，积极上书变革军礼———取消跪拜，变革服装———着西式军服，变革形象———剪辫子，以适应军队灵活快速的需要。
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