Разрабатываются не только практические рекомендации по преподаванию естествознания, но и теоретические его основы. Появляются методические пособия, в которых существенную роль играют вопросы теории. (Ульянинский В. Ю. — 1913, Райков Б. Е. — 1915, Полянский И. И. - 1917, Ягодовский К. П. - 1917).

В начале XX века появились первые работы Константина Павловича Ягодовского (1877—1943). Он со всей решительностью выступает за самостоятельность естествознания как учебного предмета в начальной школе и разделяет точку зрения А. Я. Герда о порядке изучения природы. При этом он подчеркивает важность начального естествознания не только в познавательном отношении, но и в воспитательном: «... естествознание обладает такими только ему присущими способами воздействия на развитие физической и психической организации ребенка, что предмету этому необходимо уделить и время, и место среди других предметов первоначального обучения»1. Он выступает против словесного изучения естествознания. По его мнению, урок естествознания «должен быть совершенно особенным уроком». Он выступает за широкое использование наглядности на уроках. При этом на первое место он ставит предметную наглядность, когда предмет находится в руках ученика. Говоря о предметной наглядности К. П. Ягодовский довольно четко высказывает свой взгляд на предметный урок на примере изучения гранита. «Учитель приносит в класс кусок гранита, кладет его на стол и начинает рассказывать о граните или читать о нем статью. Такой урок не будет сильно отличаться от урока, иллюстрированного таблицей. Представим теперь себе самый идеальный предметный урок. ...Перед каждым учеником лежит по кусочку гранита». Очевидно, что позиция Ягодовского полностью совпадает с мнением А. Я. Герда.

Видное место в изучении природы К. П. Ягодовский отводит непосредственным детским наблюдениям в природе, которые не только дают «яркие впечатления», но и развивают наблюдательность ученика. Однако наблюдения дают положительный эффект только при активности ученика, когда ученик сам исследует предмет, а учитель направляет его исследовательскую деятельность. В связи с этим ученый дает интересные рекомендации к ведению наблюдений, к проведению лабораторных уроков и практических занятий. Особое место в изучении естествознания в начальной школе отводится экскурсиям. Экскурсии, по его мнению, также должны носить исследовательский характер. Интересно, что К. П. Ягодовский выступает против таких экскурсий, когда детям сообщаются лишь названия предметов природы. Не следует поощрять и подобные вопросы самих детей. Надо направить внимание ученика на особенности растений и животных, развивать в ученике умение видеть эти особенности: «... устраивая экскурсии для ознакомления с жизнью растений и животных, мы будем помнить, что наша роль, роль руководителя заключается не в том, чтобы сообщать детям возможно больше названий, а в том, чтобы научить видеть и понимать жизнь природы».