术科训练的目的除健壮体魄、娴熟技能之外，更重要的还在于锻炼官兵吃苦耐劳、坚韧顽强的精神。张自忠对此极为重视，他常对官兵们说：
战争之事，或跋涉于冰天雪窟之间，或驰骋于酷暑恶瘴之乡，或露营于雨雪，或昼夜兼程。寒不得衣，饥不得食，渴不得水。在枪林弹雨之中，血肉横飞，极人世所不见之惨，受恒人所不经之苦。这种精神和体力，非于平时养之有素，练之有恒，岂能堪此。练兵之宗旨，以能效命于疆场为归属，应于平时竭尽手段，以修养其精神，锻炼其体魄，精娴其技术，临阵才能有恃无恐。故习劳忍苦为治军之第一要义。
这是张自忠的经验，也是他的治军见解。他还进一步提出，通过训练每个官兵都要做到冬不衣裘，夏不挥扇，能忍三日之饥渴。为了达到这个目标，并使训练接近于实战，张自忠很重视训练的季节与时间安排，这就是“夏练三伏，冬练三九，夜练黑漆头”。这种做法形成了张自忠练兵的一个显著特点。
冬日三九天，全体官兵每天早上4点半钟起床、穿衣、刷牙、上厕所，然后整理内务，清洁环境、取枪，最后打背包等。每一项的进行，都严格地规定了时间，5时10分各部集合点名后，带到大操场，5时30分集合完毕，开始朝会和晨操。为给军官学校的新生们做示范，张自忠常把二十五师部队拉来与学兵一起操练。二十五师的士兵在严寒的清晨，光着膀子大声喊叫着练习刺枪、劈刀和拳术，看得新兵们目瞪口呆，赞叹不已。