詹天佑是洋务运动时的第一批赴美幼童留学生，后来在大学时专攻铁路工程。1905年，清政府决定修建京张铁路(北京—张家口)。任命詹天佑为总工程师。詹天佑亲率工程队勘测定线，克服了资金不足、机器短缺、技术力量薄弱等困难，出色完成了居庸关和八达岭两处艰难的隧道工程。詹天佑还设计出“人”字形路轨，以减缓坡度，确保行车安全。1909年，京张铁路全线通车，这是中国人自行设计和施工的第一条铁路干线。
京张铁路是中国第—条不借助外国修建的铁路，它的成功建成，大长了中国人的志气，给藐视中国的列强以猛烈的回击，詹天佑也因此名扬中外。詹天佑在国事日蹙的背景下，能够创造性地完成京张铁路的修建，这也体现了时代与科学家的辩证关系，即时代可以造就科学家，科学家也能改造时代。
（二）世界制碱工业权威——侯德榜
“侯氏制碱法”发明人侯德榜先生画像
纯碱，是日常生活中食品。肥皂、纸张、药品等制造业的重要原料。19世纪中期，欧洲人已掌握纯碱制造技术，但垄断起来秘不外传，中国工业中所需纯碱完全依赖进口。爱国实业家范旭东决心自己制造纯碱，创办了永利碱业公司，聘请留美归来的侯德榜出任总工程师。著名化学家侯德榜经过刻苦钻研，终于制出纯碱。并将制碱的奥秘写成《制碱》一书，公诸于世，打破了欧洲的碱业垄断。之后他又继续钻研，探索出制碱的新工艺，比欧洲的制碱方法降低成本百分之四十。为表彰他的贡献，这种制碱法被命名为“侯氏制碱法”。侯德榜成为中国近代化学工业的奠基人之一，世界制碱工业的权威。
（三）开眼看世界的科学家
近代列强入侵，国家危难，一些爱国思想家认识到要改变现状，必须学习西方的长处。
1、魏源
生活在鸦片战争时期，参加过抗英斗争。他主张设立工厂，制造轮船、枪炮，兴办民用工业；学习西方练兵方法，用新式武器装备军队。他强烈批判闭关锁国政策，对顽固派自甘落后，把西方科技视为“奇技淫巧”的愚昧言论加以猛烈抨击。他认为“欲制外夷者，必先悉夷情始”。为此，他编成《海国图志》一书，系统介绍了南洋，欧美各国的历史地理，并说明编写的目的是“师夷长技以制夷”。这是中国近代第一部较详尽地介绍西方的著作，出版后风行海内，对日本也有较大影响。
2、严复
严复
戊戌变法时期的启蒙思想家。甲午战争的失败给他很大震动，他认为要救国，只有效法西方，推行维新改革。他翻译了大量外国思想家的著作，以第一部译著《天演论》(英生物学家赫胥黎原著)影响最大。书中“物竞天择，适者生存”，“世道必进，后胜于今”的进步观点，在当时的中国，启发了知识界去探索西方先进的社会，也打击了封建顽固势力。严复在书的按语中激励人们“自强保种”，救亡图存，反对外来侵略。严复译《天演论》是企图以进化论为思想武器，破除封建意识，唤起民族警觉，论证变法维新的迫切性和合理性，以便达到救亡图存，自强保种的目的。《天演论》的出版，对中国思想界是个极大的震动。
（四）近代新式教育的开端
1、兴办近代新式教育的起因
清朝沿用明朝的教育制度，学校以四书五经为教材，国家通过科举考试选拔人才。这样培养的人才越来越远离时代和世界，越来越不适应近代中国的需要。一些较为开明的官员，主张学习西方，改革教育。
2、近代新式教育的第一步——京师大学堂
京师大学堂——中国第一所国立综合性大学，创于1898年。图为京师大学堂藏书楼
洋务运动时期，就创办了一些新式学堂。新式学堂的出现，标志着中国教育开始步入近代化。戊戌变法时期，作为光绪帝“新政”的一项重要措施，梁启超等维新派创办了京师大学堂(辛亥革命后，改称北京大学)。这是中国近代史上第一所国家建立的最高学府，也是戊戌变法失败后留下的重要成果，表明近代中国教育改革迈出了重要的一步。
3、科举制度的废除
京师大学堂开办以后，科举制度仍然存在。由于维新变法的失败，科举考试又恢复了八股文。大学堂的学生只有考取科举才能取得做官的资格。每到科举临近，学生纷纷请假备考，赴考。严重扰乱了大学堂正常的教学秩序和教学质量。长此以往，国家也得不到急需的军事，外交，科技人才。洋务派大臣张之洞，奏请停止科举考试，普遍兴办学校。清政府迫于形势，拟定了《奏定学堂章程》，建立起包括初等，中等，高等三个学程的新式教育体制，并于1905年宣布废除沿用了一千三百多年的科举制度。
《奏定学堂章程》是中国近代第一个系统完备并付诸实施的法定学制。它顺应了中国教育近代化的要求，具有进步性。但是，由于中国当时处于半殖民地半封建社会，《奏定学堂章程》又是在“中学为体，西学为用”的指导思想下制订的，所以它带有浓厚的封建色彩，这是它的局限性。
（五）讴歌光明鞭挞黑暗的艺术家们
鲁迅画像
徐悲鸿作品《愚公移山》
从五四运动开始，中华文化进入一个崭新的阶段。弘扬科学精神，批判封建愚昧，讴歌光明，鞭挞黑暗，成为进步艺术家们的神圣使命。他们中的代表人物有:
1、文学巨匠鲁迅:代表作《狂人日记》，《孔乙己》等。他和他的作品奠定了中国现代文学的基石。
2、美术大师徐悲鸿:主张借鉴西洋写实主义的技法来改良中国画，中西结合，代表作《愚公移山》等。
3、人民音乐家聂耳:是我国无产阶级音乐的先驱，他创作的歌曲集中表现了中国人民抗日救国的坚强意志，代表作《义勇军进行曲》。
4、人民音乐家冼星海:代表作《黄河大合唱》。
5、郭沫若在抗日战争期间创作的著名历史剧《屈原》，取材于战国时代，作品突出反映了伟大的爱国诗人屈原主张御敌，反对分裂投降的爱国精神，剧作借古喻今，揭露国民党顽固派制造进攻新四军的皖南事变的反动罪行，起了鼓舞人民团结抗战的政治作用。
此外还有解放区小说赵树理的《小二黑结婚》，《李有才板话》，丁玲的《太阳照在桑干河上》等。
