清同治七年(1868年)，为
福州船政局前学堂首届生，习
法语，专攻轮机制造。
同治十二年(1873年)毕业。
光绪元年(1875年)，派赴
欧洲游历，两年后入
法国削浦官学学习轮机制造。留学期间，创制新式锅炉和抽水机，抽水机项目填补当时世界技术空白，获得以兆翱名字命名的殊荣，是中国近代第一位为世界科技作出贡献的发明家。随后改进
轮船车叶，化侧为平，国外竞相仿效。光绪五年(1879年)十二月，学成回国，赏都司，戴蓝，任船政工程处总工程师，专司舰船轮机设计与监造。不久，升游击，赏戴花翎。光绪九年(1883年)起，先后参加“开济”号炮舰和中国近代第一艘铁甲巡洋舰“平远”号等十余艘舰船的制造，还参与监造与验收向国外订购的新式舰船。多次受到嘉奖，晋升至总兵。