19 ғасырдың екінші жартысы. 60-жылдардағы ойдың жалпы көтерілуі ішінара Чарльз Дарвиннің «Түрлердің пайда болуы» кітабының пайда болуымен байланысты. Ресей қоғамының алдыңғы қатарлы бөлігі балаларды табиғат объектілерін тікелей бақылауға және олардың арасындағы байланысты түсінуге негізделген табиғатты материалистік тұрғыдан түсіндіруге тәрбиелеу мәселесін көтеруде. Жаңа мектептің оқу бағдарламалары ХІХ ғасырдың 30-жылдарында мектеп ғылымында реформатор рөлін атқарған дарынды неміс мұғалімі А.Лубеннің ұстанымдары бойынша құрылды; ол жаратылыстанудың алғашқы әдісін жазды. Мұғалімдерге жаратылыстану ғылымын зерттеудің индуктивті әдісі ұсынылды, онда табиғат туралы білім қарапайымнан күрделіге, белгіліден белгісізге, нақтыдан дерексізге өтті. Индуктивті әдіс білім алушылардың табиғи объектілерді тікелей бақылауына және олардың арасындағы байланысты түсінуге негізделген. А.Лубеннің идеялары орыс мектебіне үш онжылдық өткен соң еніп кетті. Бұл жаратылыстану пәнін оқытуда прогрессивті тәсіл болды. Алайда, Любен принциптеріне негізделген ботаника Н.И. Раевскийдің, зоология Д.С. Михайловтың оқулықтарының мазмұны әдістемелік ұсыныстарға сәйкес келмеді. Олар монотонды жүйелі материалдармен шамадан тыс жүктеліп, оқушылардың ойлау қабілетін дамытпады.
ХІХ ғасырдың ортасына қарай, орыс буржуазиясының өсіп, күшейе түсуі ішкі нарықтар мен капиталды инвестициялаудың жаңа объектілерін іздеген кезде, олардың елдері туралы білуге деген қызығушылық едәуір өсті. Бұл қызығушылықтың қоғамдық-мәдени өмірдегі нақты көрінісі "отандықтану"деп аталатын қозғалыста пайда болды. Оның негізінде пайда болды "отантану" сол мақсаттарды көздейтін қозғалыс ретінде, бірақ аз аумаққа есептегендегі. Ол сол уақыттағы мектептегі жаратылыстану және географияның "отантану" деп аталатын бағытын дүниеге әкелді. Бастауыш сынып оқушыларын оқытуда осы бағыттың дамуына прогрессивті педагог Константин Дмитриевич Ушинский (1824-1870) үлкен әсер етті. К. Д. Ушинский табиғатты "адам тәрбиесінің қуатты агенттерінің" бірі деп санады, ал табиғи тарих – бұл "балалардың ақыл-ойын логикаға үйрету үшін ең ыңғайлы" пән. Ушинский табиғатты зерттеудің, ол туралы түсініктер мен ұғымдарды игерудің бүкіл жүйесін түсіндірме оқуда қарастырды, сонымен бірге бақылау әдісін табиғатты білуде ең тиімді деп атап өтті. Балаларды табиғатпен таныстыру К. Д. Ушинский өз жерін зерттеуден және жыл мезгілдерін бақылаудан бастауды ұсынды, осылайша бала кітап оқудан алған әсерлерін немесе мұғалімнің хабарламаларын жеке тәжірибесі бойынша тексере алады.
ХІХ ғасырдың екінші жартысындағы жаратылыстану әдіснамасының дамуы Александр Яковлевич Гердтің (1841-1888) есімімен байланысты. Ол бастауыш сыныптарда табиғатты бейорганикалық әлемнен бастап өсімдіктер, жануарлар мен адамдарға дейін зерттеу жүйесін негіздеді. А.Я.Гердтің 2 және 3 сынып оқушыларына арнап жазған «Құдай әлемі» оқулығы 2 бөліктен тұрды: «Жер, ауа, су»; «Өсімдіктер, жануарлар, адам». Екінші бөлімге эволюциялық оқыту элементтерімен Жер тарихын зерттеу кірді.
А.Я. Герд экскурсия кезінде өз өлкесінің табиғатын зерттеуге құрылған сенсорлық танымда, "тірі ойлау" («живом созерцании») ғылымын сәтті оқытудың негізін көрді. Жаратылыстану пәнін оқыту формаларына А.Я. Герд сыныптағы пәндік сабақтарда практикалық сабақтарды өткізу әдістемесін қосып, әзірледі. Ғалым жергілікті табиғат пәндік сабақтардың негізгі материалы болуы керек екенін атап өтті.