上面已经提到，由于同治朝廷中的权力结构，以及慈禧太后对一批用以抵销恭亲王势力的极端保守的官僚的依赖，诸如修改科举考试制度等基本的改革建议都得不到加以考虑的机会。尽管如此，政治思想上到底还是允许一些规划得以推行：这里主要指的是引进有关军事装备的技术，但也包括传播西洋科学以及使一些经济设施现代化的最初步骤。这些早期的企业实在太少了，然而回顾起来，直到十九世纪七十年代晚期为止的这一时期，仍应该看作是一个希望的时期。因为当时国内政治还不是那么复杂，国外对中国的压力也不是那么严重，还不会使这些为数很少的事业的长期性计划无法实现。江南制造局和福州船政局都把注意力放在造就人才上，包括向国外派遣留学生。轮船招商局和开平矿务局两者的创建，与其说是为了马上获利，还不如说是为了与中国水域中的西方航运业以及外国进口的煤炭竞争，以维护中国对本国经济的控制权。
由于其中有些项目过于庞大，它们陷入了组织不力和经营困难的积弊之中。新的事业通常以特设新的政府机关的形式出现；它们在制度上比起一般政府机构要灵活一些，然而总的说来仍旧没有摆脱清朝官僚主义的习俗。例如京师同文馆，是由总理衙门直接管辖的。虽然终于授权给一个美国传教士学者（丁韪良）负责指导教学，但是这所学校还是继承了一些满洲旗人学堂的作法。多数其他项目，例如机器局、船政局、甚至招商局和矿务局在内，都是由省一级通过新设置的“局”来办理的。这些局是清帝按照那些以往专为某项目的设署经办的先例而授权设立的：这类机关过去通常为清帝所敕准，而在对太平天国的战争开始之后，就变得格外多了。经办人员一般由通商大臣或者总督选定，并由他签发札委。这些人通常具有“总办”或“会办”的头衔，也可以称作“委员”。这种新设置的局比老式衙门的效率要高一些，这只是因为办事程序比较简便，并且现代技术和业务方式迫使它们接受了一些新的办事准则。但是这些新机构还是保存了不少老一套的作法，而且由于其他官僚部门的干预，常常使流弊加剧，这些流弊有时还相当严重。
由于新的事业往往涉及昂贵的进口机器及新的知识和新的生产程序，所以清朝的官吏们面临着严重的财政问题和专门技术知识问题。除去各省自己支应之外，只有朝廷里的达官显贵才能保证从宝贵的海关关税中得到定期拨款。此外，所需要的其他各种自然资源和人力资源也有待于开发。一座兵工厂亟需廉价的煤炭和运输煤炭的良好道路，更不用说金属冶炼工业的支持了。当时普遍缺乏工程师、机械师、自然科学教师以及足以胜任的船长，甚至于也缺乏象经过训练的铁匠和矿工那样的熟练工人。但是，在清朝政府内部还有足够的意志想把它的一些珍贵宝藏用于这些新奇的事业；而且，在通商口岸有着足够的西洋人以及足够的受过西洋教育的中国人，能够推动自强事业的进行。这些事业能够成功地兴办起来已是一件很不寻常的事情，然而真正的问题却在于它们是否能够继续发展，而且在成功的鼓舞之下，它们是否会引起制度和经济环境的改变。
清朝模仿西洋技术开始于1862年。当时，曾国藩在安庆这一刚刚从太平军手里打下的战略要地上建立了著名的安庆军械所。军械所的工作由徐寿和华蘅芳主持，这两人是学到一些西方数学和自然科学的中国数学家。他们制造土炮和火绳枪一类的旧式火器（这种枪中国在鸦片战争期间就已经开始生产），除此之外，还试图制造榴霰弹和雷管。徐寿制造了一个汽轮使用的小蒸汽机，可惜运转不佳。1863年，广东人容闳（他曾在教会的赞助下赴美求学，1854年毕业于耶鲁大学，当时在上海经商）由曾国藩的工程师引荐，拜会了这位总督。容闳虽然不是一位工业方面的专家，但却相当精明地坚持这一主张：中国所需要的是一种通用机器，能够用它转而生产制造军械、轮船所需要的设备，换言之，就是需要一种“制器之器”。随后，曾国藩决定委派他去美国选购。最初的款项中有一部分是由李鸿章在1864年1月间提供的。
在此之前，李鸿章已经在上海建立了两座小型兵工厂，其中一座由丁日昌负责，他曾经在广东省督造军火，具有一定的经验。李鸿章还授权前英国军医马格里在松江建立一座兵工厂（这兵工厂于1864年迁到才收复不久的苏州，并从李泰国-阿思本舰队带到中国的一个机器厂得到了设备）。1865年，李鸿章批准了当时已是上海道台的丁日昌的建议：政府应当购买上海虹口洋人居住区的一家美国商号——旗记铁厂——的铁厂和船厂。经过清帝的批准，设立一个局（即江南机器制造总局）来管理这两个厂子。后来在1865年，容闳购买的机器也运到上海，随即归并到虹口的工厂里。与此同时，马格里的工厂从苏州迁到南京，命名为金陵制造局。
这种引进西洋机器的努力并不只限于沪宁地区。1866年，清帝批准了左宗棠的奏折：和法国人签订合同，在福州建立一座大型造船厂。1867年，崇厚在恭亲王的赞助下，求得李鸿章的帮助在天津建立了一座兵工厂。所有上述工厂的目的都是立即生产枪炮船舰，但是，江南制造局和福州船政局这两大中心从一开始还强调培训中国的技术工作人员。
兵工厂和造船厂的早期业务经营，不可避免地要依赖外国雇员。金陵制造局名义上是由中国总办领导，实际上是由马格里管理的。这所兵工厂每年从李鸿章的军费中得到拨款，大概略多于五万两，为淮军生产信管、炮弹、放炮用的摩擦管和小炮。在1867—1868年，增加了一些新机器，也招聘了一些曾经在乌理治工作过的英国技师。马格里把他初期成功的原因归之于他可以直接会见李鸿章，并得到曾国藩的信任。到了1869年，南京已经在生产火箭（一种内藏炸药的长形炮弹。——译者），并且试铸更大的大炮了。
比较起来，上海的江南制造局规模大得多，在它创建的第一年里用于生产设备的经费就有二十五万两左右；这笔经费主要来源于上海的关税。被李鸿章挑选担任会办的人员大概是最能胜任其职的。上海道台（1865年是丁日昌，1866—1868年是应宝时）是当然的总办。其余负有特别责任的二人，一是沈保靖（他 一直为淮军采办军火），一是冯焌光（此人虽有举人功名，据说仍然通晓“西学”）。但是不管怎样，所有的技术工作还是由外国人负责的。旗记厂的总工程师料而是督造人（开始叫作“匠目”，后来叫作“监工”），他是一个曾受雇于纽约奇异工厂的美国人。旗记的八名洋匠也得到留用，并增雇了其他洋员。制造来福枪的最初努力并没有成功，但此后不久，这所兵工厂使用一部分自己制造的机器设备，就能够生产合用的毛瑟枪和小型开花炮了。及至1867年年中，这所兵工厂每天生产毛瑟枪十五支，十二磅开花弹一百发，同时每月平均生产发射十二磅炮弹的开花炮十八门——在对捻战争时，这些弹药武器立刻证明是有用的。
虽然后来李鸿章把江南制造局看作他打败捻军的原因之一，但是总的说来，江南制造局却使他大失所望。从一开始，李鸿章就要兵工厂生产一种优质来福枪。可是，一直到1871年增聘的洋员和添置的机器到达之后，江南制造局才开始制造林明敦式后膛来福枪。到1873年年底，生产了这种步枪四千二百支左右，但不仅它们的造价高于进口的林明敦枪，质量也远不如后者。这种枪李鸿章连自己的淮军都拒绝使用。由于李鸿章仍然不得不依靠进口武器，因此他在1871年改组天津机器局的时候，决定集中力量制造林明敦枪和克虏伯（当时亦译作“克鹿卜”。——译者）炮所用的子弹和炮弹。幸亏有清帝从天津和芝罘的海关岁入中的拨款，天津机器局在1871—1872两年当中花费在建厂和生产上的费用多达二十五万六千两。沈保靖由江南制造局调津接办；增建了另外三个厂，并聘用了新的洋员。到1874年，这所兵工厂除生产大量的子弹炮弹之外，每天还生产一吨火药；到这时候，李鸿章才定购了在天津制造林明敦枪的机器。1875年，马格里在南京制造的三门发射六十八磅炮弹的大炮在大沽试验时爆炸了，所以这时李鸿章对于中国制造洋枪洋炮的能力还没有把握。部分由于李鸿章的建议，江南制造局在1874—1875年间建立了一个分厂生产火药和子弹，此后它对这项工作更加重视。
和初期的枪炮工业一样，轮船制造方面最初努力的结果也令人扫兴。1866年7月，李鸿章授权江南制造局开始制造一种为巡逻海港而设计的小型炮舰。次年，根据丁日昌的建议，曾国藩决定制造局应造大船：这一方面是由于当时最好的洋匠更精于造船技术，另一方面也由于丁日昌和曾国藩两人都感到轮船对于中国的长期防务至关重要。迄今为止，制造局每年的经费一直是从淮军军费（它的主要来源是厘金，也有一部分来自海关关税）中提取的。1867年5月，曾国藩获准从上海海关关税岁入中拨留一成给江南制造局；两年之后这笔拨款增加到二成，每年总额在四十五万两以上。1867年下半年，这所兵工厂迁移到上海市南郊一块十英亩的基址。在那里建造了一个干船坞并添置了新机器，用以制造轮船；还增聘了六、七名英、法洋工匠。1868年8月，第一艘中国制造、可以使用的轮船下水了，这是一艘六百吨位的明轮船，曾国藩给它取了一个吉利的名字——“恬吉”。虽然轮机是外国造的，但是汽炉和木制船壳均系厂内自造。随后的五年当中，制造了三艘双螺旋桨小型铁甲舰，以及五艘螺旋桨木船（从六百吨位到二千八百吨位）。除去两艘轮船之外，所有汽炉和轮机都是厂内自造，这是一个不可忽视的成就。可是不幸，这些船行驶迟缓，对于一些通商口岸来说又吃水太深，而且耗煤过多，更不要说造船本身的高昂成本了。到1875年江南制造总局中止造船计划时，这项规划以及轮船维修（由曾国藩1870年设立的江南轮船操练局主管）费用占该兵工厂年度进款的一半左右，据信所造轮船比在英国出售的类似轮船至少要贵一倍。
江南制造总局制造弹药和轮船的成本之所以极高，主要由于两项原因：其一是几乎所需用的全部材料都是进口的；其二是雇员费用（尤其是洋员和中国官员的薪水）高。在十九世纪七十年代中叶，这所兵工厂总经费中差不多百分之五十用于购买材料（不包括新机器和其他永久性设备），将近百分之三十用于薪水和工资。采办上的敷衍塞责严重得使曾国藩吃惊，所以他在1872年临死之前建立了这样一项制度：兵工厂的每一项采办都要经由总办本人以及采买、支应和会计三个有关单位共同批准。雇员费用增加的原因一部分是由于洋员人数不可避免地增长（他们的薪水甚至按照西方标准衡量也是相当高的），一部分是由于中国管理人员的人数也在增加。不算小职员，隶属于这所兵工厂的中国“官员”在十九世纪七十年代初是四十人，到七十年代末便增加了一倍。可以推测，其中许多人是通过权势在薪水簿上挂个名字而领干薪的。
和江南制造总局比较起来，福州的造船规划需要更多的资金。左宗棠起初要求五年中三百万两的经费总额，这于1866年7月为清帝批准。制造十六艘轮船以及培训中国造船工匠和航海人员的规划，都由日意格和德克碑这两名法国人负责，他们由法国领事连署而签订了“保约”。由于左宗棠本人要动身赴西北新任所，经他推荐委任当时在福州老家丁忧的前江西巡抚沈葆桢为钦差大臣监督建局。沈葆桢在左宗棠所选择的几位提调的协助下工作，其中包括代理福建布政使周开锡，此人管理厘金和军需颇有经验。沈葆桢和周开锡不得不和新任闽浙总督吴棠的反对意见作斗争。只是在吴棠被一个更能合作的官员替换之后（这是当时左宗棠在北京的势力所采取的一项措施），才保证了每年度四十八万两的拨款额和支付在法国定购机器的款项。
在濒临闽江罗星塔的船厂工地上，中国官员们督视着两千名中国工匠和九百名劳工工作，料理着在河前工地上建造的地基，以安装二千吨法国机器，并安排建造房舍和采办物资。日意格领有“监督”头衔，于1867年下半年带着四十五名欧洲人从法国回来；随后达士博也来到中国，他是一位有经验的工程师，担任“总监工”一职。此后三年陆续兴建了铁厂、铜厂、一个设有若干气锤（功力高达七千公斤）的锤铁厂，以及一个适用于长达四百英尺船舰的下水滑道。1869年6月，一艘一千四百五十吨位的螺旋桨轮机运输舰“万年清”号下水；此后五年又有十四艘轮船下水（内有一艘没有达到合同规定，但又有一艘比原来规定的马力要大）。从1871年开始，该厂建造的大部分轮船都安装了自已制造的轮机。福州不生产象江南制造局的“海安”号和“驭远”号那样的二千八百吨位的轮船。可是它却在五年内制造了十艘从一千到一千四百五十吨位的轮船，比江南制造总局上述两艘之外的所有轮船都大。虽然福州轮船据说比江南轮船要好，但是开动起来还是速度慢、消耗高；这些船使用木制船壳和单横梁机，它们和江南轮船一样，从十九世纪七十年代的欧洲标准来看，确实应在被淘汰之列。
福州船政局在到1874年7月为止的六年半时间里，开支总额为五百三十五万两，大大超过预算额。法国雇员的薪水是最大的开支项目（在每月五万两至八万两的经营费用中占一万二千两）。二千名中国工人的工资总数为每月一万两，而一百五十名中国管理人员的薪水总共只有一千二百两——这里显然没有把许可的开销和津贴计算在内。在造船合同和支付工人工资方面存在着许多贪污舞弊的漏洞。有一些职员是福州达官显宦的亲戚或者是他们所推荐的人，沈葆桢在管理这些职员时特别棘手。船政局的采办系统存在着大量侵吞公款的现象，在沈葆桢接任的第一年里尤其如此；经常发现买来的木材、煤炭和金属材料不能使用。沈葆桢要博取廉洁奉公的楷模和严惩贪污的声誉，他严厉惩办了一大批公务人员，并且用更可靠的人替换了他们。但是在采办这类事务上，他终归还是不能不依靠象叶文澜那样有能力的帮办（叶文澜以前是左宗棠购买军火的帮办之一，有在通商口岸办事的经验）。叶文澜手下有职员三十人左右，从台湾、香港和东南亚采购物资；他甚至于还有一名常驻仰光的代理人，从那里往国内定期海运柚木。沈葆桢的成功主要在于他能注意使中国职员充分地和日意格以及他手下的洋人合作，以便使造船计划在合同期间能够有条不紊地进行。但是，只有在沈葆桢不断从福建的高级官员以及从北京取得支持的情况下，才有可能取得这个成绩。
江南制造局和福州船政局是旨在探查西方力量奥秘的一个更大规划的组成部分；从一开始，李鸿章和左宗棠就打算在建立兵工厂、造船厂的同时开办培训学校。几百名半文盲工匠和学徒在外国工头的指导下在工厂里做工，许多中国人将要成为技术精练的工人。年纪较轻的学徒的聪颖智力和灵巧手艺尤为外国人所赞赏。但是，只有在那些范围很小的学校里，人们才能希望西方技术会在中国人中间扎下根来，因为在这里，来自书香门第的青年除去学习普通的中文课程之外，还学习数学和自然科学。按照设想，这些学校应与兵工厂和造船厂合作，既讲授理论，也讲授实际操作。
虽然早在1862年已由总理衙门主办了一所新的官办学校（京师同文馆），但是它的初意仅仅在于培训中西外交上所需要的翻译人员。因而同文馆所遵循的先例是十八世纪中叶在清帝赞助之下创办的俄罗斯文馆。1862年的“章程”是仿照俄罗斯文馆的章程制定的，它最初的录取人数限制在从八旗满族子弟当中挑选的二十四名青年；学生们要在学习中文课程的同时，也学会一种欧洲语言。由于在上海和广州未能找到可以教授英语和法语的合适的中国人，便以不准在学生中传教为条件，延聘英国传教士包尔腾教授英文。此后不到一年，于1863年4月，一个法国牧师和一个俄国翻译受雇，又添设了法文馆和俄文馆。（俄罗斯文馆便于此时停办，那里原打算用来教授俄文的满族人被发现并不真懂俄语？）同文馆的一些学生确实至少学到了一些洋文洋话：在1866年，他们之中有三个人被选作由赫德带领到欧洲去的第一个非官方清朝使团的低级成员。
与此同时，在1863年4月李鸿章奏请清帝在上海和广州建立同样的外语学校。不过，李鸿章设想中的学校具有更广泛的目 标，打算同时也教授数学和自然科学。他说：“彼西人所擅长者，推算之学，格物之理，制器尚象之法，无不专精务实，泐有成书……我中华智巧聪明，岂出西人之下！果有精熟西文者转相传习，一切轮船火器等巧技，当可由渐通晓。”李鸿章的建议得到批准，上海同文馆于1864年7月在上海道台的监督下兴办起来。所取除十名已经通习中文、年龄较大的学生之外，另外限取四十名由有声望的官绅保送的十四虚岁以下的青年。学生们除了读经、史、朱熹的著述以及作文等中文课程之外，还由美国传教士林乐知讲授英文，由一位中国教习讲授数学。
广州同文馆虽然也是根据李鸿章的奏折在1864年夏季以同样方式创办的，但它基本上是由广州的一位鞑靼将军所管辖。该校雇用了一个传教士讲授英文和数学，但学校的章程似乎是为了使这个城市的中国居民避免受过分的西方影响而制定的（由于英法联军之役，广州已被英国占领将近四年之久）。招生人数定为二十名，十六个名额留给在广州驻防的八旗子弟；十名年龄较大的学生取满族、汉族均可。虽然学校的章程一部分依据了新建的上海同文馆所采用的规章，但在实际上广州同文馆办得象一所满洲旗人学堂。
由于清朝的文官制度和科举考试制度没有改变，这些新学校从一开始就不得不面临鼓励学生的问题。总理衙门援引原俄罗斯文馆的先例请得清帝的批准：京师同文馆三年制优等毕业生可以被保举为八品或九品官，通过更进一步考试的学生甚至可以升授为七品官，直到委任为京畿官僚机构中的主事。不过，上海和广州的学校并没有这个有利条件。上海同文馆提出，学完三年制学业的最佳学生应为“附生”（符合参加乡试条件的低级“生员”）。广州同文馆仿照旗人学校的先例，许诺它的毕业生作翻译（最初指的是能够在满文和汉文之间进行翻译的人）或者名誉“监生”。这可以使人想起，李鸿章曾在1864年春天向总理衙门建议在科举考试中增设新科，给有专长技术的考生一个应试高级功名的机会。这个建议毫无结果，实际上，上海和广州同文馆的学生尽管进了这些学校，并领取津贴以学习英文和数学，但仍旧发现他们为准备应乡试而在那里练习作八股文！
不过，对于那种一成不变的格局总算进行了一次突破的尝试。回顾起来，这主要由于在1865—1866年建立了江南制造局和福州船政局，也由于在诸如制定总理衙门政策的文祥和董恂等士大夫中间引起的思想上的骚动，虽然这种骚动是微弱的。恭亲王本人被李鸿章、左宗棠等人就有关新技术所需人材的长期计划而提出的论点所打动。赫德和丁韪良的上书也激发了总署的大臣们的热情（工韪良曾把沃顿所著的《万国公法》译成中文，并且在准备一部关于自然哲学的新书时就在总理衙门里面演示了电报发报机的操作）。
在1866—1867年的冬天，恭亲王和文祥作出了一个实在大胆的计划，但此计划的激进性质通常为历史学家们所忽略。在1866年冬天以前当赫德回国休假时，恭亲王和文祥就委托他在欧洲代为招聘自然科学教习，为将在京师同文馆内设立的“天文算学”科目配备人员。（按照清朝的传统看法，“天文算学”有些实际用途，并且确实是持某种主张的儒家学者在知识探索中的正统课题。不过，这个科目的旧名称现在被总理衙门用来包括化学和机械学之类的西方科学。）恭亲王和文祥不是仅仅打算增加同文馆的课程；他们的目的完全是想让西学本身的合法性得到清帝以及象翰林院那样的正统部门的承认。在1866年12月的奏折中，总理衙门建议应该鼓励那些举人和举人出身的官吏报名到同文馆肄习新开科目。之后在1月28日，恭亲王和他的同僚们进一步上书，建议应该鼓励进士，特别是翰林院成员——包括有声望的编修们——报名，并在三年课程结业之后给予“格外优保。”也许，我们作以下设想并不过于牵强：如果这个建议达到了预想的效果，那么一个清代的教育和文官体制的重大改革也就指日可期了。
12月和1月的奏折都得到了清帝的批准，这正是慈禧本人在文化问题的观点上所持模棱态度的一个证明。但恰恰在这个时候，这位太后可能第一次这么明确地认识到，意识形态上的保守主义可以用来抑制恭亲王的政治势力。起初，北京的官僚们缄默地同意了总理衙门的建议。只是在3月初监察御史张盛藻才上书陈述他的观点，认为自强不必依赖洋枪轮船，而取决于“练兵筹饷”和一个纲纪整肃、刑政严明的吏治。这位御史把天文学和数学仅仅看作一种“机巧”，他感到特别忧虑的是，强调这两门学科会对士习人心产生有害的影响；在他看来，技术知识和良好的道德品质似乎是相互对立的。这位御史还对以厚给廪饩和优与奖叙为奖掖之举深感不满，认为这也会起到败坏学者和官吏气节的作用。然而甚至经过这些攻击，清帝仍然站在恭亲王一边：有一道谕旨便说，“天文算学，为儒者所当知，不得目为机巧。”同时，也确实有许多士子向总理衙门报考同文馆的新科目。
然而在3月20日，清帝收到了大学士倭仁（1804—1871年）呈上的第二个责难性的奏折；倭仁不仅是一位受尊敬的著名学者，也是朝廷里一位刚形成的派系的领袖。尽管倭仁的祖先是蒙古人，他却仍旧作为当时最著名的两三位程朱理学大师之一而受到广泛的敬重。除了他模范的生活给他带来声誉之外，他还因从十九世纪五十年代以来一直在一个其学术既与意识形态，又与政治紧密联系在一起的领域担任一系列职务而对人们产生影响。他曾经连任都察院都御史和翰林院掌院学士；在1867年，除大学士外，他还是年轻皇帝的授读之一。他在这奏折中傲慢地表示：“立国之道，尚礼义不尚权谋；根本之图，在人心不在技艺。”倭仁甚至比御史张盛藻还要蔑视“天文算学”。这位大学士把技术问题和受鄙视而通常与诡谲、异端相联系的“术数”看作是一回事。但是对士大夫在情感上具有更大感召力的是他断言，总理衙门要让中国人“奉夷为师”。在中国传统中，老师的地位是特别受人尊敬的：而那些洋人也确实是夷狄，他们刚刚直接进犯京阙，如今又在传播可恶的基督教教义。恭亲王和他的同僚们在一个雄辩有力的奏折中答辩说，期望以“忠信为甲胄，礼义为干橹”完全是不现实的，但甚至在此之后，倭仁还是重申他的立场。恭亲王和他的同僚们肯定地说，礼义确实是国家的根本，但接着便援引了那些极力倡导引进西方技术的忠臣如曾国藩、李鸿章、左宗棠和沈葆桢等人的话作为自己的论据。作为儒家，这些人大概并不亚于倭仁！
当时虽然没有其他官员上疏支持倭仁，但是被清帝予以公布的倭仁的这两个奏折，竟把北京士大夫煽动到如此程度，以至开始流传总理衙门意图谋反这种招惹怨毒的谣言。那些报考同文馆新科目的正途士子遭到同乡和同列们的讥笑嘲讽。士大夫中形成了非正式的约定，不受诱于总理衙门所提供的新机会。4月下旬，恭亲王和他的同僚们向皇帝报告说，由于倭仁的奏章已为众所周知，“臣衙门遂无复有投考[新科目]者”。总理衙门被迫放弃了原来鼓动士大夫中的杰出人才学习技术的计划；现在仅仅请求皇帝批准按照原计划举行新科目的入学考试，以接纳那些“现在的投考者”。
这个结果对倭仁——他除去代表着京畿某些官吏的自我道德感和政治利益之外，也代表着文化中的主要的文化素质——来说，显然是一个胜利。但是必须看到，他取得这个胜利的一部分原因是由于慈禧太后未能给恭亲王以全力支持。当倭仁被要求设立一个只用中国教习的算学馆时，他大为窘困（因为他在第一个奏折中随便说出中国教习是很容易找到的）；因此，为了不被委任到总理衙门，他不得不请病假。在一道上谕中，倭仁还被斥为“见识拘迂”，不过尽管如此，慈禧还是没有重新提出让具有高级功名的人报名同文馆新科目的号召；4月23日的上谕仅仅表示：“就现在投考人员，认真考试，送馆攻习”。可以想象，慈禧并不愿意反对倭仁对儒家文化解释的本质，因为她自己作为摄政者的地位以至满族人的统治本身，都是仰赖儒家的伦理和文化的。当然，慈禧本来可以选择的道路是，坚持一种更加灵活而依然是正确的儒家观点，就象恭亲王和曾国藩在奏稿中所举例说明的那样。但那时在慈禧看来，把一个在京师官员中有大批追随者的显宦抬出来使之盖过恭亲王，这种做法是毫无害处的。我们发现1868年的一道上谕直接按倭仁和恭亲王的顺序把他们作为负有最重责任的两名官员提出来：一位是皇帝的道德指导，一位是领班军机大臣。
由于清帝未能坚持让有声望的士人肄习西学，同文馆的新方案就只有有限的意义了。包括满、汉两族的七十二名报考者的确参加了入学考试。不过发现他们大都是失业的中年人，“对于这些身体憔悴的穷苦文人来说，衙门付给他们的津贴表明比他们的声誉更为宝贵。”被录取的学生有三十名，但是最后毕业的只有五名。为了得到质量更高的学生，清帝批准要上海和广州同文馆选派他们最优秀的毕业生到北京攻读新科目。恭亲王和文祥并不回避奉夷为师所招致的怨愤。赫德延聘的几名欧洲教习中有两名在1868年到达北京。通晓中西数学的天才学者李善兰被任命为算学教习。但是英文由欧伯连讲授，他是新近从英伦三岛来的非传教士教师；化学由法国人毕利干讲授；物理由丁韪良（他从1864年起一直在同文馆教英文）讲授。
1869年，在赫德的建议之下，丁韪良被任命为总教习，和满、汉提调（提调除负责学生的生活安排和纪律之外，还负责中文课程）一起工作。丁韪良着手把同文馆办成设置八年课程的“书院”，其课程包括一种西文，以及数学、物理、化学、地理、国际法和政治经济学。之后，在1872年1月，英国传教士医生德贞开设了解剖学和生理学课程。这一时期前后，在大约一百名学生当中大部分还是八旗子弟，但大家认为最好的学生却是曾在上海同文馆学习过的汉族青年。京师同文馆的出版业务以丁韪良自己的《格物入门》和毕利干的《化学指南》为滥觞。然而，这所学校的主要目的仍旧是为外交工作培训人才。在资深学生的襄助下，京师同文馆出版的书籍终于包括了国际法、政治经济学、以及连同俄国在内的欧洲国家的历史等著作。虽然许多学生认为拿出相当多的时间去准备科举考试是合算的，甚至他们也受到这方面的鼓励，但是，其中最优秀的学生在尚未毕业之前就被任命为总理衙门的翻译了。
与此同时，福州船政局和江南制造总局开设了更多的科学技术专科。福州船政学堂建立于1867年（甚至在福州船政局奠基之前），有一百多名十四虚岁以下的学生，大多数是从没落的地方绅士家招收的。学生得到许诺，将来准许授给绿营水师官职，或者按照军功保举文职官阶，这是太平天国战争期间一条著名的成功之路。起初，左宗棠和沈葆桢抱着过高的想法，即希望学生们经过五至七年的严格训练之后能够学会如何设计和监造轮船，并且希望那些向往着成为舰长、大副的青年们能在这段时间里掌握必备的航海技能。还要求学生们学习中文课程以保证思想正确。但是沈葆桢相当明智地要求学生只学习象《孝经》和《康熙圣谕》一类的简单著作，同时兼习浅显的论策文章。这所学 堂的“法文班”由法国人教习，专攻轮船制造和轮船设计。除去法文之外，还要求学习一套包括解析几何和微积分在内的数学课程，以及包括物理学和机械学在内的自然科学课程。偶尔也让学生协助装配机器零件，但要到第五或第六学年，他们才在船政局所属各工厂里做更多的具体工作。这所学堂“英文班”的学员用三年时间学习航海理论（上英文、地理、平面和球面三角以及航海天文等课程），然后把他们送到一艘由前皇家海军船长指挥的教练船上。（还有一个轮机舱部，招收曾在香港和上海的铸造厂和机器厂工作过的青年人，只教授英语、简单数学和蒸汽轮机原理。）这所学堂各个分部的教学显然是卓有成效的，而且青年当中又是人材济济，因而刚到七年就能确观厥成。1874年年中日意格报告说，法文班的七名毕业生已经“能够在兵工厂指导轮机[安装]工作”，另有二十一人预料可在一年半以后具备同样的能力；八名学生有最终胜任“设计室主任”的希望；九名毕业生证明他们能够“计算木制轮船的数据……绘制船身和船帆设计图，在模厂做出粗样以及监督施工”。他还宣布说，“英文班”的十四名学员受到了“为在长途航行中指挥一艘战舰所必须的理论教育和实际教育。”
然而，即使是最出色的青年工程师和设计师，也不能被指望立即承担主要职责。由于财政困难，1874年以后福州船政局大大地削减了它的造船规划。从1875到1877年之间，只有四艘轮船下水，虽然其中的“威远号”是一艘混合结构船（铁胁、木面），装有船政局自制的英式康邦卧立机，这在技术上是一个引人注目的进步。尽管船政学堂的一些毕业生参加了这项工作，但总工程师却是斯恭塞格：他是日意格的主要技术人员，在绝大多数法国人于合同期满撤走之后，他仍然留在那里。到十九世纪七十年代中叶的时候，有四名福州毕业生经过一段试用期后被授予汽轮船长头衔。而船政局制造的大多数轮船是由在通商口岸作过事的中国人指挥的，这些人虽然缺少正规训练，但是学会了驾驶十九世纪五十年代以来江苏和浙江两省政府购买和租赁的小轮船打击沿海海盗。（福州船政学堂二十一岁的毕业生、后来成为赫胥黎和穆勒著作的著名翻译家严复，在1874年是“海东云号”的代理船长，这艘小汽轮即为闽浙当局所有，但并不是福州船厂制造的。）沈葆桢挑选蔡国祥作这支水师的最高长官（称为“火轮水师兵舰”的“总统”——译者。）他原是湘军水师将领，曾国藩一度选任他作李泰国-阿思本舰队司令。但这些安排并不意味着沈葆桢和丁日昌（丁日昌于1875年接替沈葆桢任福建船政大臣，于1876年又为原天津机器局的吴赞诚所继任）忽视了船政学堂自己的毕业生。
到了1870年，由于沈葆桢本人深感造船机器的奇巧，他完全确信那些渊深的学问——尤其数学——是西方技术的基本功。在一份他和闽浙总督英桂联衔于1870年呈上的奏折中指出：轮船与枪炮的质量取决于数学。现在西洋船舰和火器异乎寻常的改进，几乎到了不可思议的程度；这是计算能力日益精细的结果；如果计算稍稍细致一分，那么机器的使用就会灵巧十倍。沈葆桢考虑到，等到1874年福州学生毕业时最多也就上过七年学，于是他在1873年上疏清帝说，应该把最好的毕业生送到法国和英国去深造，以便使他们能够“循序而渐进，将窥其[西学]精微之奥”。
直到1875—1877年，福州毕业生才赴欧留学；与此同时，在1874年年中和法国人签订的合同期满之后，沈葆桢和他的继任者坚持这所学堂应该按照原样继续开办下去。至少有两名法国教习被挽留下来，并在1876年重新委任了讲授理论航海学的嘉乐尔。在丁日昌的倡导之下，船政学堂招收了四十名在香港英国学校里学过一点英语和数学的男童（此事经由轮船招商局总办唐景星安排，他本人曾经在香港居住过）。船政学堂开办的法文班与英文班（即“前学堂”，主要学习法文和造船；与“后学堂”，主要学习英文和驾驶——译者）都具有可观的水平，而对航海人员的培训尤受重视。
当船政学堂作为速成学校为中国培养第一代现代兵舰工程师、船舶工程师和船长的时候，江南制造总局由于它特殊的环境，作出了更加广泛的贡献。从一开始李鸿章就主张，那些学童应该在制造局见习机器操作的同时，也要学一些西洋算学和自然科学。但是见习机器操作所用的教学设备不得不延缓到制造局本身搬出外国人居留地之后才予添置；因为虹口区有外国海员和他们的娱乐场所，被看作是一个不适宜设置学校的地方。尽管如此，1867年中江南制造局还是聘用了几名曾经在安庆为曾国藩工作过的中国数学家-工程师，其中包括华蘅芳、徐寿和徐建寅；在这些人的建议之下，还建立了一所翻译馆（包括一所培养译员的学校），以出版中文的西洋科学技术书籍。1868年春季，翻译馆任用了英国教习传教士傅兰雅；其后在同一年里又录用了另外三名传教士，他们的汉语程度都足以向中国的笔录人员口述技术著作的译文。曾国藩不顾一年之前倭仁的嘲讽，在1868年下半年的一分奏折中表示，他希望遴选书香门第的聪颖子弟随同这些洋人学习，以便使这些青年领悟西洋技艺中的义理。（二、三年之前，这位总督的天资颇高的长子曾纪泽开始学习英文和西洋算学，这大概是他父亲鼓励的结果。）1869年后期，在位于江南制造局新址的校舍竣工的时候，当时依然不到五十个学生的上海同文馆即迁往那里，由江南制造总局主办，并改名为广方言馆。在此同时，制造局本身还安排了工人在职训练班和徒工夜校，以便在这里教授数学和简易科学知识。
然而，这个教学规划中的几个方面并没有得到很好的配合。徐寿和其他的中国数学家-科学家对制造局的生产计划并不负担责任。他们追求自己的学术兴趣，并且不断地从事翻译。到了十九世纪七十年代中期，十二个中国人和五个传教士学者（傅兰雅、伟烈亚力、玛高温、金楷理和林乐知）合作，把许多从伦敦订购的书籍准确地译为中文；到1877年底，已经出版的翻译本和改编本著作达五十四种之多。其中不少是关于蒸汽轮机、制模以及铸造技术和格林炮、克虏伯炮手册之类。另外一些是比较有刺激性的著作，例如封·希理哈的《防海新论》（1868年版）；中译本于1874年出版，很快就为李鸿章仔细读过。还有一些是数学和自然科学的教科书，诸如白起德的《运规约指》（1855年版）、鲍曼的《实用化学入门》（1866年版）以及田大理的《声学》（1869年版）等等。这些书是通过中国书商分销的。仅举两例：一部1872年发行的关于克虏伯炮的手册八年当中销售了904册；一部1873年发行的代数论文七年当中销售了781册。但是正如负责江南制造总局翻译工作最多的傅兰雅所抱怨的那样：这些书只有包括学馆和训练班在内的制造局内部几个部门才使用，而且使用的次数也很少。
下述事实使江南制造局所属学馆的发展受到阻碍：它本来应该培养工程师和翻译人才，而一个迂腐的理学士大夫涂宗瀛（1811？—1894年）在他短暂的上海道台任期内（1870—1871年），却责成上海县教谕主管学校的中文课程。这样，虽然数学在广方言馆三至五年的课程中受到应有的重视（学习时间的长短取决于各个学生的能力和专业要求），但在教授代数、几何和三角的时候，还要求学生通习中国的《算经》，结果造成了一些概念的混乱。尤其在第一学年里，要求学生肄习繁重的中文课程。要一个星期一个星期不断地阅读历史著作，包括《左氏春秋》和司马光的《资治通鉴》。不仅如此，还直接安排了经学课程，要求阅读的书中有朱熹的全部著作和一部十八世纪清朝论宋学的文集。除此之外，学生们每周还必须花费一天时间准备一篇作文，有时是八股文。如果仍有余力，可以学习林乐知讲授的英语或者傅兰雅讲授的法语。中文课程一直延续到第二学年，到这时学生们才允许专攻“外国语文及风习制度”，为做外交工作做准备，或者选择技术性专业，例如矿物学、冶金学、机器设计与操作等等。只是对于那些无志参加科举考试的学生，才单开技术专业课程，中文课在这里减少到最低限度——只读《四书》和《五经》。到十九世纪七十年代中期，这种单独的技术课也已经收录了大约四十名学生，它似乎分为三个班组：造船学、船舶工程学和军事科学。开设的课程包括英文、数学、绘图和射击学。教习中有外国人参加，大概是些和制造局内造船及军械制造有关的洋人。
在1870年下半年江南制造总局的教育和培训规划开始付诸实施的时候，从一开始就赞助这一规划的丁日昌，却因丁母忧而不得不暂时离任，这对教育和培训规划来说是一件不幸的事情。丁日昌虽然非常注意财政和司法管理上的问题，但他仍然确信中国需要效法西洋科学。他在1867年的一个奏折中论述说，只有致力于那些看起来似乎是抽象的研究工作，才能把西方技术学到手。“洋人……耗其心思、气力、财货于渺茫无凭之地，在数千百年，而其效始豁然呈露于今日”。由于丁日昌的努力对十九世纪七十年代著名的赴美留学使团的成行起了关键性的作用，所以可以说，在他离任丁忧之前，他帮助中国在引进西方科学方面迈进了一步。
早在1864年，一个无名的士大夫上书总理衙门警告说，日本在派人去欧洲学习制枪造船，因此总署大臣们在一定程度上受到这封上书的启发，便就是否宜于派遣学员到外国兵工厂一事咨询李鸿章。李鸿章答复说，这是迟早终须采取的步骤，但是可以等一等，先在中国设局建厂再说。耶鲁大学毕业、以受过“自由主义教育”而自负的中国人容闳，在1868年初向刚任巡抚不久的丁日昌呈递了一份计划，建议让中国青年在进行在职培训之前先到美国大学预科和高等院校学习。丁日昌深为这个计划所吸引，以至亲自为此事写信给文祥，并且最终取得了曾国藩的赞助。1870年10月，当丁日昌在华北协助曾国藩处理天津教案所造成的危机时，他说服了这位政界元老向清帝建议，派遣青年学生到海外的普通大学及陆海军学院学习。曾国藩在他的奏折中解释说：“其[西洋]制则广立书院，分科肄习。凡民无不有学，其学皆专门名家。”1868年的蒲安臣签订的条约允许中国人到美国游学，因此丁日昌确信，由于容闳本人曾在美国受过教育，如果确实能够给他配备一个具有正统背景的人同行，以使这个方案可以为北京所接受的话，那么他会是办理中国学生到美国游学的一个很好的人选。恰巧曾国藩的幕府里有一个翰林学士，他仕途坎坷，几乎要不惜采取任何手段决心谋求晋升。此人即1853年的进士陈兰彬：他虽被任命为刑部的一名主事，却回广东搞地方防御工作。他曾一度是湘军将领刘长佑的随从人员，不过现在在为曾国藩效力。陈兰彬曾被描绘为一个“嗜利小人，敢为大言；自便私图，不惜卖国”的人。然而他毕竟是一个愿意到美国去的有声望的翰林院学士！
曾国藩的奏折在北京搁置了两个月之久。1870年12月，当时作了直隶总督的李鸿章怂恿他准备一个详细方案，重新上奏。李鸿章对曾国藩说：“断不可望事由中发”。容闳拟议派送一百二十名十二至二十虚岁的青年，每人到美国游学十五年。李鸿章感到如期“深造”，自非十五年不可；并且说所拟为期二十年的总数为一百二十万两的经费预算尚不算多，可由上海海关岁入中的六成部分提拨。李鸿章还补充说，“将来果学有成效，积有经费，再义充拓，方有步骤”。起初，李鸿章希望学生在出国之前能取得“监生”功名，后来当允诺在学生结业之后授以官衔时，他也就满意了。1871年6月，李鸿章在他和曾国藩联名签署的致总理衙门的一封信里阐明了这些想法，三个月之后，他和曾国藩又就这件事联衔上奏清帝。当清帝咨询此事的时候，总理衙门议请把原拟的候选学生年龄由十二至二十虚岁改为十二至十六虚岁，理由是这样会减少一些父母已至垂暮之年而学生仍须逗留海外的可能！总理衙门还奏请在赴美留学使团驻处恭设孔夫子的神位。在这些奏折的基础之上，具有历史意义的派遣留学生这一措施得到了批准。
与此同时，曾国藩授权在上海设局招生。由原籍是广东香山县的上海买办商人徐润负责劝说许多广东人送子应选。1872年第一批应招入选的三十名青年中，二十四名是广东人（仅香山一县便有十三人），只有三名来自江苏，而安徽、山东和福建是每省一名。容闳比大队先期一个月抵达美国，在康涅狄格州教育司的合作下，在哈特福德市设立了清朝留学使团的办事处。他们决定，留学生应分别派到该州十二个镇市的居民家里（付给酬金），并且就在这些镇子里入学。陈兰彬带了三十名学生及两名中国教习不久也到达；这两位中国教习将在哈特福德办事处定期地、并且利用假期教授中文课程。随后三年中又有三批青年抵达美国，每批三十名；这样，到1875年总数共达一百二十人。
留学章程把中文课程安排到了最低分量：《孝经》、《大学》、《五经》和《大清律例》；还要求青年们去听讲解历代满族皇帝圣谕的课，并且要定期地朝着假想的北京方向行礼。中国旅行家李圭在1876年9月访问了哈特福德市。他在报告中说道，一百一十三名学生（因死亡、生病和撤回而缺七名）分成小组，每组十二个人，每三个月里有两个星期在哈特福德度过，在中国教习的指导下进行阅读、背诵、习字和作文。然而另一方面，他们也渐渐地美国化了，把辫子塞在大帽子底下，兴致勃勃地打垒球。他们甚至在女监护教师（其中一位于1875年和容闳结婚）的陪同下到教堂去做礼拜。
陈兰彬显然是一个营求私利的机会主义者，不过，他在这一阶段还能较好地和容闳合作。1873年下半年，陈兰彬到古巴去调查苦力贸易，然后返回北京得到擢升；1876年，他作为驻美国、西班牙和秘鲁公使再次来到美国，以容闳为副使。在陈兰彬的举荐之下，另一位翰林区谔良被任命为哈特福德办事局监督。（区谔良似乎也是一个仕途坎坷的翰林，因为他仅仅是一名工部候补主事；驻美国的职务有希望使他更快地升迁）区谔良带来一名新教习；由于刚刚来自北京这个排外党人正在兴起的地方，区谔良很快就对容闳允许学生西洋化提出了批评。不过，到1877年为止，他的苛责还不是那么严厉，当时他更感兴趣的是增加赴美留学生的年度拨款，为此他和容闳联名吁请李鸿章。至于李鸿章，他写信给这两位监督，要他们鼓励学生特别注意选修采矿和冶金专业，因为这两项被他认为是中国的急需。1877年后半年李鸿章向朝廷报告说，有些青年在一、二年内即可上大学学习，因此在李鸿章的奏请之下，清帝批准了以后九年总数为289，800两银子的补充拨款。
由于不幸受到中美关系中一些事件的牵连，赴美留学使团于1881年被撤销（参看下一卷）。
与此同时，沈葆桢输送船政学堂毕业生去欧洲的计划也实现了。丁日昌丁忧期满之后，1875年成为福州船政局总办。他趁日意格返回欧洲之际，安排了五名最优秀的毕业生（其中两名学生后来作了李鸿章舰队的管带）随同赴欧。1877年1月，北洋大臣李鸿章和南洋大臣沈葆桢联衔上奏，说应把船政学堂三十个很有前途的毕业生送到欧洲，至少深造三年，以从海关关税和福建省厘金中拨款二十万两作为经费。这项计划得到批准，在两个月之内就有三十余人启程，由李凤苞任赴欧学生监督；李凤苞是一位“候补道台”，在江南制造局受过训，并且受过日意格的训练。
和赴美留学使团比较起来，赴欧的规划在性质上更加实际；这次李鸿章的主要目标之一是培养中国舰长，以便驾驶从欧洲定购的近代兵舰。尽管如此，李鸿章和沈葆桢还是对清帝说，他们要鼓励一些学生学习化学、采矿等专业。包括严复在内的六名福州学员进入格林威治皇家海军学院。在志愿成为造船工程师的 学员中，有四名在法国瑟堡造船学校学习，有五名在土伦海军船厂学习。但是还有五名福州学生在巴黎国立高等矿业学校结业：这至少是从仅仅对海军的关注扩展到了更基本的问题上。罗丰禄和严复一样，是船政学堂“英文班”初期才学出众的毕业生，他放弃航海学，改在伦敦英王学院攻读政治和化学。在此期间，从1877至1880年，李鸿章的幕僚马建忠（1844—1900年）在巴黎学习法律和政治。
在1882、1886和1897年，又有福州培训的学生相继赴欧，进行为期三年或者六年的学习。显然，这些学生年龄比较成熟，出国期限也比较短暂，因而与在康涅狄格州留学使团学生的经历相比，就更不容易西洋化了。
所有以上这些开端都有助于提供文化借鉴中必不可少的因素，即经过训练的人才：他们当中有许多人在此后的几十年里发挥了具有历史意义的作用。他们使中国向着引用西方技术方面稍稍前进了一点，就此而论，他们推进了中国的自强事业。但是，到了十九世纪七十年代晚期，自强新政作为中国对付外国问题的一项政策，比起六十年代时期来，已经变得大为多样化和复杂化了。中国国内工业和交通运输业采用了西方技术，它开始使努力的中心从防务转移到工业化方面。这就要求在历史学家这一方面也要使研究重点有一个相应的转移，因为中国国内的现代工业和交通运输业的发展所涉及的问题，其范围比自强新政的倡导者最初于十九世纪六十年代所预想的要更为广泛（参看下一卷）。