Наличие литавр требовало присутствия специального воинского чина — литаврщика. Строевой мундир литаврщика в 1706 году тоже был сделан «по Брюсову образцу»: кафтан и штаны были из малинового сукна; воротник и обшлага кафтана — из василькового сукна; галуны серебряные; весь кафтан украшен вышитыми золотом и серебром гербами; пуговицы обтянуты серебром; сапоги немецкие; шапка расшита золотыми и серебряными нитями; епанча из сукна василькового цвета. Кроме того, литаврщику полагались перчатки.
Ни в одной области военного дела не стремились так к реформированию, как в артиллерии.
Большое внимание Брюс уделял становлению и развитию артиллерийского образования в России. Еще в 1698 году при Пушкарском приказе в Москве была основана школа «цыфири и землемерия» (т. е. геометрии), где пушкарскому делу учеников обучал мастер Иван Зерцалов.
Эта школа действовала под присмотром дьяка Пушкарского приказа A.A. Виниуса. Однако в 1699 году школа сгорела во время большого июльского пожара. В январе 1701 года почти одновременно со Школой математических и навигацких наук была открыта возрожденная Московская пушкарская школа (Новая пушечная, или Артиллерийская, школа). Размещалась она на Новом Пушечном дворе. В 1703 году Виниус впал у царя в немилость, и школа осталась без присмотра. Кураторство над ней было передано новому начальнику Приказа артиллерии Я. В. Брюсу, немало сделавшему для закупки инструментов, приборов и учебных пособий для Математической навигационной школы как за границей, так и в самой России. Таким образом, Артиллерийская школа возникла не на пустом месте. По мнению В. А. Ковригиной, именно Пушкарская школа конца XVII века стала основой для Артиллерийской, а затем Инженерной школ.
Учебная программа Артиллерийской школы не ограничивалась, как раньше, обучением пушкарских детей чтению, письму, цифири (арифметики) и землемерию (геометрии). Теперь эти науки постигали в «Нижней»(Цифирной и Словесной) школе. К изучаемым предметам в «Верхней» школе благодаря Я. В. Брюсу добавились тригонометрия, «артиллерия», черчение и «инженерная наука». Причем последнюю поручено было преподавать в 1704 году иноземцу на русской службе капитан-инженеру П. Грану. Для артиллерийской практики, обучения стрельбе по целям и скорой стрельбе из пушек и мортир школа получала с Московского пушечного двора порох, боеприпасы, фитили, пыжи и другое артиллерийское снаряжение.
Школа располагалась на Новом Пушечном дворе до 1707 года, когда из-за строительства оборонительных сооружений вокруг Китай-города и Московского Кремля руководитель фортификационных работ капитан Преображенского полка В. Д. Корчмин «согнал» ее на Суздальское подворье. Благодаря настойчивым напоминаниям Брюса в 1706 году здание школы было отремонтировано. Если в 1701 году в школе обучалось 180 человек, то к концу 1704 года в ней было уже 300 учеников.
В условиях военного времени Я. В. Брюс не мог лично руководить школой, но посредством переписки с Приказом артиллерии старался контролировать ее деятельность.
Брюс следил, чтобы учебный процесс в школе шел нормально и ученики осваивали не только теорию, но и приобретали практические навыки. Он рекомендовал Н. П. Павлову отобрать из школьных учеников человек пять-шесть, хорошо успевающих по геометрии и фортификации, и «отдать их в науку Шперейтеру», чтобы он научил их не только чертить, но и стрелять, «особенно бомбами». Одним словом, чтобы «научил подлинному своему делу».
Знаменательно отношение главы артиллерийского ведомства к проблеме профессионального обучения. Узнав, что несколько учеников Словесной школы бежали и записались в солдаты, Брюс потребовал от Ф. Ю. Ромодановского разыскать их и, наказав, отправить обратно в школу. «Нужды в них (как в учениках), — писал Яков Вилимович князю-кесарю, — больше есть, нежели в солдатах. Понеже всякий крестьянин может быть в солдатех, а не пушкарем».
Особо заботил Якова Вилимовича и подбор кадров для Артиллерийской школы. Грамотных специалистов катастрофически не хватало не только в учебных заведениях, но и в государственных учреждениях, в армии и на флоте. К сожалению, имевшиеся при школе преподаватели были далеки от идеала. Несколько писем Я. В. Брюс посвятил учителю арифметики в Артиллерийской школе С. Печорину.
В мае 1706 года дьяк Приказа артиллерии Н. П. Павлов написал Я. В. Брюсу: «Цыфирной науки учитель, который взят из Математической школы, Спиридон Печорин, для учения школьных учеников учинился во пьянстве, и за то ему было дано поучение, бит батоги. И по се число он, Спиридон, от пьянства не лишился и в школу приходит изретко и в учении тем ученикам есть немалая остановка».
Понятно, что без учителя арифметики полноценно проводить занятия было невозможно. К нерадивому педагогу были применены методы дисциплинарного воздействия, которые не возымели действия — «бит батоги, а от пьянства не лишился». Тогда Я. В. Брюс в письме Н. П. Павлову распорядился: «И ты ево вели, сковав, в школе держать непрестанно, чтоб в учении учеников остановки не было».
Н. П. Павлов сообщил Брюсу, что «школьный учитель Спиридон… сыскан и скован». Неизвестно, водили ли Печорина на занятия скованного, либо же он представал перед учениками без кандалов, однако в течение трех недель занятия шли успешно. Тем не менее, в августе «зеленый змий» вновь одолел педагога, и он умудрился учинить в школе какое-то «бесчинство» и «неистовство». Брюс узнал об этом от посторонних людей. Разуверившись в своих воспитательных методах, Яков Вилимович велел Н. П. Павлову не только не пускать С. Печорина в школу, но и на двор, а жалованье ему на 1706 год не выдавать. Брюс предложил заменить его кем-либо из учеников или сыном П. Грана. Брюс особо подчеркивал, чтобы новый учитель мог свободно разговаривать и вести обучение на русском языке. Вероятно, младший Гран не вполне отвечал этим требованиям, и на место С. Печорина, которого в том же году алкоголь свел в могилу, учителем был взят «Верхней» школы (т. е. из старших классов) ученик Михаило Борисов, «для того что по свидетельству той науки… достоин».
В июне 1706 года «директор» Артиллерийской школы П. Гран подал жалобу на подьячего Т. Кудрявцева, что тот не дает для школы ни чернил, ни бумаги. И однажды из-за этого в течение трех недель не было занятий. Кроме того, он же не разрешает чинить школу, «где худые места».
За эти «бесчинства» Я. В. Брюс выговорил приказному дьяку: «При отъезде своем [в поход] приказал я ему [Кудрявцеву], чтоб он в деле оному ж учителю никакой остановки не чинил. И тебе велеть Кудрявцеву у хоромного строения все худые места починивать. Також для учения оных учеников чернил и бумаги давать неотложно, чтоб за тем во учении остановки никакой не было ж. И надлежало бы тебе самому над школою присматривать, чтоб мне таких бездельных докук не было».
