因此，他恳请皇帝，“仿古者成均教化之遗意，参以时需”，在京师敕建一所新的学研机构，其名可曰“格物院”。他详细阐述了“格物院”的构想：
宗旨：“穷究物理，致用实学，上以佐圣治，下以利民生。” 明确其“经世致用”的根本目标。
职能：分为三部。一为“究理部”，负责研究天文、历法、算学、地理、物性等基础“物理”；二为“制器部”，专司农具、兵器、舟车、器械、水利、营造等“利用厚生”之器的研究与改良；三为“博物部”，负责搜集、整理、考辨海内外山川物产、风土人情、奇技异巧，绘制舆图，编纂“博物志”。
运作：格物院隶属朝廷，但相对独立，由皇帝特简重臣或名儒主持（李瑾隐晦表示愿担此任）。院内设“博士”、“助教”、“生徒”等职。博士、助教不仅从经学名儒中选聘，更应广招天下“通晓一艺、明于物理”的巧匠、医师、算家、海客乃至“蕃客”中有专长者，充任“技博士”或“技导”。生徒来源，既可从未入仕的“实学”士子、匠户优秀子弟中选拔，亦可从国子监等官学中，选拔对“实学”有兴趣者转入。
与科举衔接：格物院优秀生徒，经考核，可给予“格物生”出身，由吏部酌情授官，或优先参加吏部“书判拔萃”等选拔。同时，可建议未来科举，为“格物院”出身或通晓格物院考核内容的士子，设立特殊通道或加分优待，实质上是为其“专科取士”铺路。
与现有“试点”结合：可将“百工创新署”并入格物院“制器部”，作为其应用转化机构；海外探索所得知识，归“博物部”整理；“新式农具推广”等具体项目，可由格物院提供技术支持与标准制定。
奏疏写毕，李瑾又附上了一份详细的“格物院筹建草案”，包括院址选址（建议利用城南一片官地，靠近工坊便于实践）、建筑规制、初期人员编制、经费预算（主要来自将作监结余、皇帝内帑特批及未来可能的技术转让收入）、以及首期重点研究项目（如继续
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