光绪四年（1878年），詹天佑以优秀的成绩毕业于纽海文中学。他在美 国中小学求学的几年中，深切体会到，由于祖国的贫弱，国际地位日益低落， 中国人在美国受到了种种的歧视。因此，他迫切希望改变当时中国落后的经 济制度。所以当他中学毕业后，就决意投考工程学系，他愿以自己优秀的学 习成绩，来为祖国服务。
詹天佑是最早通过大学考试的中国学生之一。光绪四年（1878年）五月， 他进入了美国耶鲁大学的以雪费尔命名的科学学堂。因为他擅长科学和数 学，进入土木工程系，学习铁路工程一科。詹天佑在耶鲁大学肄业的四年中， 刻苦钻研，成绩优异，尤其是数学。在数学上他是一个最优秀的学生，在一、 二年级时，曾获数学奖金，在毕业考试中，他得了第一名。第四学年，詹天 佑开始写毕业论文，经过半年多的努力，终于写成了很有价值的题为 《码头 起重机的研究》的论文。光绪七年（1881年）五月，詹天佑毕业于耶鲁大学， 得学士学位。
詹天佑在大学时期，除努力学习外，在课余时间还阅读了很多文艺作品 ——尤其是具有民主思想的进步作家的作品。他仔细地阅读了14世纪意大利 文艺复兴时代的反宗教的优秀作家——薄伽丘的的代表作《十日谈》等；又 广泛地阅读了英国伟大的古典作家、戏剧大师——莎士比亚的作品，和美国 的民主主义作家马克·吐温的作品，他对马克·吐温的作品特别爱好。这些 作品都对詹天佑的思想有一定的影响。
容闳的“教育计划”中的120名出洋肄业的幼童，最后一批30名于光绪 元年（1875年）秋间抵美国。这些幼童却没能像詹天佑一样顺利完成学业。 由于国内清政府顽固派的阻挠和美国的反华舆论和行为，光绪七年 （1881 年）120名留学生全部返回祖国。在这120人回国时，只有詹天佑和他的同 班同学欧阳庚获得了学位。
四、学非所用的日子
学成归国，21岁的詹天佑满怀豪情壮志准备为祖国效力。他于光绪七年
（1881年）十月和其他15名同学抵福州。总理船政大臣黎兆棠以“宦力有 年和技艺素优”的名目“赏给”他五品顶戴，派在水师学堂学习驾驶。“由 陆而海”，对一个专才来说，简直是极端的讽刺。但詹天佑只好接受了这个 学习任务，在一个名叫泰勒的外国人手下学习，以期将来待机献身于铁路事 业。詹天佑在学习中非常虚心和努力，毫不以自己有专长而自高自大，次年 六月，他以一等第一名在水师学堂毕了业。十一月派往“扬武”兵轮担任驾 驶官，指挥操练。
光绪十年五月（1884年6月）中法海陆战争爆发。陆路接战后，清军相 继在临洮、谅山获得了辉煌的战果。在海战方面，光绪十年六月 （1884年8 月）法将军孤拔率兵船13艘北上，攻毁台湾基隆炮台，法军携炮登陆，遭到 台湾巡抚刘铭传的还击，法军败退，法船又开入马尾。福建水师在船政大臣 何如璋的指挥下，平时只管迎送官员，缺乏操练。何如璋又胆小怕事，一心 希望议和成功，所以当法国军舰开入马尾时，何如璋不敢加以阻止。中法两 国船只同泊一处，中国船受了监视。八月（9月），法海军通知何如璋定期 开仗，何如璋秘而不宣，不令陆海军备战。届时法船大炮齐发，中国船只仓 猝拔锚应战，伤亡惨重。会办福建海疆事宜的大臣张佩任与何如璋一闻炮声， 即从后山潜逃，丑态百出。
詹天佑在“杨武”兵轮上服务。他事先已看到情势极为不利，暗中和“杨 武”兵轮的管带张成说：“法国兵船来了很多，居心叵测。虽则我们奉到命 令，不准先开火，然而我们决不能不预先防备，否则法国兵船一开炮，我们 将全军覆没。”由于“杨武”兵轮事先有了准备，因此在法船开始炮轰后， 非常沉着地发炮回击。“杨武”兵轮是中国的旗舰，孤拔令五艘法船包围“杨 武”，集中炮火轰击。詹天佑和他的战友们在敌众我寡、形势极为不利的情 况下，奋不顾身，与敌对抗，表现了无比的英勇和沉着。在福州口外和法船 鏖战历5小时又3刻钟。这一场英勇的斗争，上海英商所办的《字林西报》 也不得不惊异赞叹。该报这样写道：“这次中法的海战，约经5小时3刻钟。 西方人士料不到中国人会这样勇敢力战。“杨武”号兵舰上的学生5人中以 詹天佑的表现最为动人。他临大敌而毫无畏惧，并且在生死存亡的紧要关头 上，还能镇定如常，鼓其余勇，由水中救起多人……”
中法之役，中国不战而败，在巴黎与法国议和。战争结束后，詹天佑曾 在福州船政局后学堂任过短时间的教习。船政局前后学堂是福州船政局为培 养海军留学生而设立的。詹天佑在那里担任教授英文和驾驶等课程。
光绪十年九月 （1884年10月），詹天佑因两广总督张之洞的咨调，回 到他久别的故乡——广东。张之洞是著名的洋务派首领之一，他对新人才也 很注意延揽。詹天佑到广州时，适博学馆有一位洋文教习杨柜奉派出洋，他 就补上了这一缺额。
博学馆原名实学馆，系两广总督刘坤一创议开办的，目的在于储养洋务 人才。至光绪六年（1880年），始由粤督张树声在广州东南十里长洲地方兴 建校舍，正式开办。光绪十年 （1884年），张之洞督粤，改名博学馆。张之 洞约詹天佑南来，不只为了教书，更重要的是想请詹天佑测绘一幅中国沿海 形势图，以便另建一支海军，与北洋水师抗衡。用西洋的测绘方法来测绘中 国沿海形势，这在当时还是一个创举。这是一项艰巨而重要的任务。光绪十 二年 （1886年）张之洞把这项任务交给了詹天佑。由于他工作认真和敏捷， 在一年内就完成了沿海险要图，由张之洞献给了清朝政府。
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