清朝末年，我国派出了第一批出国留学生。他们都是些少年。有个才12岁的少年叫詹天佑，十分聪明好学，又立志为国效力。后来他学习工程技术毕业，回到了国内。可清朝政府对本国人才不信任，像修铁路，就都让外国人主持。詹天佑尽管有才干，也只能当助手。
1905年，修建北京到张家口铁路的消息传开了。英国和俄国都争着要修，因为他们知道这条铁路在中国的战略要地，掌握了它就能控制中国，双方争执不下，最后达成“协议”，说中国如果不让他们修，他们就什么也不提供。他们以为中国人离开他们肯定修不成这条铁路。
清朝政府这才让詹天佑担任总工程师。有人对他不放心，说他自不量力，说他胆大包天，劝他不要承担这项难度非常大的工程。詹天佑说：“京张铁路如果失败，不但是我的不幸，也会给中国带来很大损失。外国人说中国工程师不行，我则坚持由自己来办！”为了给中国人争口气，他把全部精力都投入进去，和工人们一起吃住在工地，细心勘探，大胆试验，经过4年艰苦的劳动，终于成功地修筑了京张铁路。
儿时的詹天佑对机器十分感兴趣，常和邻里孩子一起，用泥土仿做各种机器模型。有时，他还偷偷地把家里的自鸣钟拆开，摆弄和捉摸里面的构件，提出一些连大人也无法解答的问题。1872年，年仅十二岁的詹天佑到香港报考清政府筹办的“幼童出洋预习班”。考取后，父亲在一张写明“倘有疾病生死，各安天命”的出洋证明书上画了押。从此，他辞别父母，怀着学习西方“技艺”的理想，来到美国就读。在美国，出洋预习班的同学们，目睹北美西欧科学 技术的巨大成就，对机器、火车、轮船及电讯制造业的迅速发展赞叹不已。有的同学由此对中国的前途产生悲观情绪，詹天佑却怀着坚定的信念说：“今后，中国也要有火车、轮船。”他怀着为祖国富强而发奋学习的信念，刻苦学习，于1867年以优异的成绩毕业于纽海文中学业。同年五月考入耶鲁大学土木工程系，专攻铁路工程。在大学的四年中，詹天佑刻苦学习，以突出成绩在毕业考试中名列第一。1881年，在一百二十名回国的中国留学生中，获得学位的只有两人，詹天佑就是其中的一个。
