当时的清廷因缺少外交人才，处境十分狼狈。中国首任全权使节竟然是一个名叫蒲安臣的美国人。清政府让他代表中国政府出使美、英、法、普、俄诸国，进行中国首次近代外交活动。按中国古代的说法，这叫“客卿”。清廷在对外交往中也深感培养外交人才的必要，这就为容闳派遣留学生的计划提供了前提。1870年，容闳在协助曾国藩、李鸿章等人处理天津教案时，重提幼童留学教育之事。经曾国藩、李鸿章专折会奏，奏旨允行。容闳在日记中喜不自禁地写道：“予闻此消息，乃喜而开眼如夜鹰，觉此身飘飘然如凌云步虚，忘其为僵卧床第间”，“此乃予之计划，方成为确有之事实，将于中国二千年历史中特开新纪元矣”。
1872年至1875年间，每年30人，4批共120名幼童陆续赴美，陈兰彬、容闳首任正副监督。为使留学事业不致中辍，容闳还请准李鸿章在哈特福德的克林街建立中国留学生事务所。
在今天，赴美留学是一件令人向往的事，但在当时可不是这么回事，当时招生极其困难。绝大多数人将出国留学视为危途，尤其美国离中国遥远，不少人认为那是个非常野蛮且不开化的地方，甚至会把中国人的皮剥下，“安在狗身上”。特别是将十来岁的儿童送出国，一别就是15年，还要签字画押，“生死各安天命”，让一般家长难以接受。所以，容闳使出全身解数，就是招不到这30名幼童。于是他不得不返回老家香山县动员说服乡亲们报名，同时在附近县市活动，结果还是没有招满，最后在香港又招了几名，才凑足30名，于1872年8月11日由上海赴美。以后的三批90名学生，虽然招收时遇到的困难稍小一点儿，但同样艰难。不过，由于容闳的执着，120名幼童如期派到了美国，终于打开了中国官派留学生的大门。这120名幼童多数来自广东等东南沿海地区，这和当时中国的开放格局完全吻合。
幼童们怀着寂寞、凄凉、悲哀但又兴奋、好奇、激动的复杂心情来到了万里以外的新大陆。当他们从美国西部乘火车去东部的时候，幼童们欢呼雀跃、高兴不已；当看到印第安人插着羽毛的奇装异服，成群的野牛在山谷中奔跑时，他们更无法抑制心中的快活。到达东部城市哈特福特后，一系列困难就接踵而来，幼童们兴奋的心情顷刻挥之而去。首先是语言问题。由于没有经过英语训练，无法和美国人交流，而且他们是三五人一组分到了美国友人家里，生活上更摸不着门道。他们的女主人出于爱怜，常常见面就抱起来亲他们的脸颊，让这些幼童个个满脸通红，不知所措。
经过两三年的英语补习，多数幼童可进学校学习了，清朝官吏对他们的管制也相对减少了。在美国的小学、中学，幼童们接受的是一种全新的教育。加上小孩子特有的适应能力，他们很快融入了美国社会。而且，中国人聪明好学、刻苦奋斗的天性，使这批幼童个个学习用功，成绩优良。有的因为用功过度，常常病倒，有三位积劳成疾，客死美国。比起在国内的求学生活，这些幼童的负担要重得多。除了繁重的功课外，他们还要接受中文教育。到了1880年，多数幼童已经中学毕业，个别的如詹天佑等人考入了大学，还有一些进入中专或其他职业学校学习，成材在望。但新的政治危机一天天在增加。
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