Среди наиболее интересных проблем, решаемых в этот период в области преподавания естествознания, следует признать вопрос об «исследовательском методе». Сущность его заключается в том, что ученик получает знания не со слов учителя, а в ходе самостоятельного поиска и открытия этих знаний. При этом его мыслительный процесс проходит следующие этапы: «1) наблюдение и постановка вопросов; 2) построение предположительных решений; 3) исследование предположительных решений и выбор одного из них как наиболее вероятного; 4) проверка гипотезы и окончательное ее утверждение»1. Ученик в процессе обучения ставится в позицию субъекта деятельности. Ход его «исследования» — это процесс логического мышления от наблюдения к выводу. Следовательно, применение исследовательского метода в практике преподавания способствует развитию логического мышления. Исследовательский метод, кроме того, отвечает «природе ребенка», т. к. ребенок по природе своей — исследователь. Но чтобы этот метод действительно привел ученика к «открытию», необходимо соблюдать некоторые требования к постановке исследований в школе, а именно: 1) перед учеником должна быть поставлена задача; 2) задача должна быть интересной, посильной, отвечать запросам ребенка; четко и определенно сформулирована. Впервые исследовательский метод был применен А. Я. Гердом в его «Предметных уроках», но в те годы он не получил широкого применения в практике школы. Сам термин был предложен проф. Борисом Евгеньевичем Райковым в 1911 г. и после долгих споров и вариантов названий термин «исследовательский метод» закрепился в педагогике. Позднее он был принят московскими педагогами, среди которых горячим его сторонником был Валерий Францевич Натали. Интересно, что, зародившись а методике естествознания, исследовательский метод был перенесен впоследствии в преподавание других учебных предметов.

Широкое применение в учебном процессе приобрели экскурсии. В этом существенную роль сыграл, как уже отмечалось, Д. Н. Кай-городов. Проблему экскурсий разрабатывали и другие педагоги. Под влиянием исследовательского метода менялся характер экскурсий: из чисто иллюстративных они становились исследовательскими. Экскурсии оказывали настолько положительное влияние на учебный процесс, что вызвали к жизни создание специальных экскурсионных биологических станций. Первая такая биостанция была создана в г. Павловске в 1910 г. В. Ф. Мольденгауэром.