Уставом 1786 г. в 4 классе главных училищ была введена естественная история (начальный этап естественнонаучного образования). Устав, введя в школу новый предмет, не определял его содержание. Эту задачу решил изданный для народных училищ учебник «Начертание естественной истории». Автором его был академик Василий Федорович Зуев.
В кратком вступлении автор раскрывает сущность естественной истории как науки и ее основных отделов: «Ископаемое царство», «Прозябаемое царство», «Животное царство». Сам учебник состоит из этих же разделов. В разделе «Ископаемое царство» рассказывается о землях, камнях, о солях, о горючих веществах, о полуметаллах, о металлах, об окаменелостях, о горах. Изучение растений предлагается начинать с ознакомления с некоторыми физиологическими процессами, происходящими в растении, со строением растений, с использованием растений человеком, т. е. содержание учебника проникнуто идеей связи науки с практикой. В разделе «Животное царство» даются краткие общие сведения о строении и жизни животных, а затем их описание по классам. Причем при описании растений и животных данного класса подробно рассматриваются лишь наиболее типичные представители. Затем дается описание форм, обладающих какими-то резкими отклонениями по сравнению с рассмотренными. Такое изложение материала помогает учащимся на небольшом объеме учебного материала увидеть разнообразие и единство живой природы, лучше усвоить учебный материал.
В. Ф. Зуев не оставил без внимания и методику преподавания естественной истории. В предисловии к своему учебнику он дает краткие наставления учителю, как преподавать естественную историю. Здесь рекомендуется добиваться понимания учебного материала, изучать предметы природы не со слов, а по натуре или по крайней мере по ее изображению.
В 1804 году был принят новый школьный устав. В уездных училищах на естествознание отводилось 3 часа в неделю во 2 классе. Здесь изучалось «сокращение естественной истории и физики». В уставе учителям даются и некоторые советы по постановке преподавания. Сам правительственный устав требовал добиваться осознанности знаний, вызывать у учащихся, особенно младших, интерес к учебным предметам. Однако эти идеи так и остались на бумаге из-за отсутствия материальной базы и соответствующей подготовки учителей.
В первой четверти XIX века значительно усиливается влияние религии. на смену учебнику В. Ф. Зуева пришли книги, представляющие собой диковинный «конгломерат из религиозных назиданий, раскрывающих волю божию, и линнеевской системы». Учащимся нередко приходилось иметь дело с буквальными переводами «Системы природы» К. Линнея. Постановка преподавания начального естествознания и начальной географии в первой четверти XIX века сводилась к чистой зубрежке учебного материала. Все это привело к тому, что правительство Николая I исключило естествознание из учебных заведений. Осталась география. Учебник географии, по которому работали школы того времени, давал географические знания по чертежам отдельных произвольно выбранных частей земного шара. Причем нередко положение географических объектов на них не соответствовало действительности.
Необходимость введения естествознания в школу диктовалась развитием наук о природе (вторая половина 19 века). Русские ученые — И. Е. Дядьковский, П. Ф. Горянинов, А. Н. Бекетов, К. Ф. Рулье и др. — основываясь на экспериментальном изучении законов природы, сформулировали важнейшие теоретические принципы, ставшие основой учения об эволюционном развитии природы. Требование восстановить естествознание в школе выдвигали и ученые, занимающиеся общими вопросами педагогики. Они доказывали, что изучать природу надо с младшего школьного возраста, т. е. с 7 лет. Вторая четверть XIX века не пропала даром для методики преподавания начального естествознания потому, что в общепедагогической литературе были поддержаны и настойчиво пропагандировались идеи В. Ф. Зуева. Кроме того, был поставлен вопрос об экскурсиях в природу.
Вторая половина XIX века совпала с оживлением прогрессивных настроений во всех сторонах жизни русского общества. Вопрос о системе общего образования сделался предметом обсуждения в печати. Видное место занимают статьи о воспитании и развитии учащихся через учебный предмет. На одном из собраний отделения естественных наук Г. Гофман изложил программу преподавания естествознания в школе. Он предложил «знакомить учеников с естественными телами путем наглядного обучения»1, начиная с 6 лет.
В 1861 и 1862 гг. работают I и II съезды преподавателей естествознания и естествоиспытателей. Оба съезда высказали требование об обязательности естествознания в учебных планах общеобразовательных школ. Естествознание, по мнению участников, должно состоять из двух частей: «1 — курс приготовительный или общий и 2 — курс научный или специальный».
Решался вопрос о структуре и содержании начального естествознания: оно не должно было быть ни геологией, ни ботаникой, ни зоологией, а представлять собой единый предмет. Именно таким путем шло познание природы человеком. Большая роль отводилась наглядности в обучении. Поэтому пропагандировались наблюдения в природе и опыты, сборы экспонатов и составление гербария, коллекций. Экскурсия была выдвинута как форма обучения, как особый тип урока.
Ушинский К.Д. высказал и практически реализовал ряд ценных положений в методике преподавания естествознания и географии для начальной школы. Прежде всего Ушинский ставил науки о природе на первое место в плане образовательного и воспитательного воздействия на ребенка. С материалистических позиций подошел К. Д. Ушинский к пониманию процесса познания. Это позволило ему определить путь обучения — от конкретного к абстрактному, от представлений к понятиям, и внести серьезный вклад в разработку преподавания учебных предметов.
Другим видным педагогом XIX века был Александр Яковлевич Герд, он по праву считается основоположником русской методики начального естествознания. А. Я. Герд внес также огромный вклад в разработку содержания этого предмета. Прежде всего он считал, что естествознание следует преподавать в начальной школе как самостоятельный учебный предмет. Только надо знакомить детей с природой не с первого, а со второго класса, т. к. учителю приходилось затрачивать много времени, чтобы научить первоклассников читать, писать и считать. Герд вслед за В. Ф. Зуевым, определил порядок передачи младшим школьникам знаний о природе: неживая природа — растения — животные — человек. Этот порядок вытекает из связей и зависимостей в самой природе. К решению проблемы, с чего начинать изучение природы в школе, Герд подходит и с другой стороны: начинать преподавание с явлений или с тел? На этот вопрос он также дает четкий и убедительный ответ, что начинать изучать естествознание надо с предметов природы, т. к. они доступнее для наблюдении, могут быть даны в руки ребенку для всестороннего и длительного наблюдения. Гердом написаны и первые в России самостоятельные методические пособия по начальному естествознанию. Это «Первые уроки минералогии» и «Предметные уроки в начальной школе». Герд выдвинул довольно серьезные цели перед учебным естествознанием, но методика преподавания этого предмета в массовой школе была неудовлетворительной и не способствовала достижению этих целей. Поэтому Герд обратил серьезное внимание на методику преподавания естествознания. Через все его труды красной нитью проходит мысль, что изучать природу надо с широким применением наглядности и, в особенности натуральных объектов; проводить уроки, по возможности, в самой природе.
Со второй половины XIX века продвинулась вперед и школьная география. Она стала ближе к науке. Появляются учебники, в которых делается попытка отвести школьную географию от одной лишь номенклатуры. Таков учебник «Уроки географии» Д. Д. Семенова.
В 80-е гг. имела некоторое распространение книга Ф. Пуцыковича «Вокруг нас» (СПб., 1882 г.) Она представляет собой интеграцию сведений из биологии и географии. Изучение географического материала начинается со знакомства с планом и картой, со сторонами горизонта. Предлагается практическая работа по вычерчиванию плана. По мере необходимости предлагаются опыты и наблюдения, которые дети выполняют самостоятельно или под руководством учителя. Книга написана доступным, живым языком, что важно для обучения маленьких детей. Однако такие учебники имели ограниченное применение. В школах до 1890 г. продержалось заучивание географической номенклатуры и черчение карт, преследующие цель — запоминать наизусть координаты многих десятков географических объектов. И лишь в учебниках после 1890 г. появилось четко выраженное стремление к объяснительному изложению материала.
Таким образом, к концу XIX века сложилось определенное мнение о начальных естествознании и географии не как об учебных предметах, знакомящих с классификацией природных объектов и с географической номенклатурой, предметах, «приноровленных к тренировке памяти», а об учебных предметах, дающих знания о природе в их связях и зависимостях, играющих огромную роль в воспитании и развитии учащихся. Определен порядок расположения учебного материала, высказаны мысли о целесообразности интеграции. Обоснованы такие принципы начального естествознания, как принцип наглядности и краеведческий, поставлен вопрос о необходимости реализации принципов экологической и практической направленности. В качестве ведущих методов обучения естествознанию выдвинуты наблюдения и эксперимент, обоснована роль словесных методов и специфика их применения при изучении начального естествознания. Разработаны четкие требования к такой форме организации как предметный урок. Выдвинута экскурсия как специфический тип урока естествознания. Появились первые учебники для начального естественнонаучного образования и самостоятельные методические пособия.
