Трудно было получить образование трудящимся при царизме, тем более трудно стать ученым. И. Ф. Усагин получал знания самообразованием, напряженным трудом, благодаря несгибаемой воле и терпению в достижении поставленной цели. На пути к образованию И. Ф. Усагин преодолел многочисленные препятствия, материальные лишения и моральные унижения.
И. Ф. Усагин поступил на работу в университетские мастерские только с первоначальными знаниями элементарной грамоты, умея только читать, кое-как писать и считать. И. Ф. Усагин вполне сознавал, что этих знаний очень мало для демонстратора сложных физических опытов и для занятия научно-исследовательской работой. Поэтому он старался использовать любые возможности, чтобы пополнить свои знания. В период работы в университетских мастерских, всесторонне знакомясь с устройством, взаимодействием и назначением физических приборов, И. Ф. Усагин повседневно и напряженно занимался.
Ученики университетских мастерских работали под руководством профессора Н. А. Любимова и механика Симонова. С первых дней работы в университете И. Ф. Усагин научился технике черчения, аккуратно посещал воскресный класс Строгановского училища технического черчения. Занятия в этом училище помогли в его будущей конструкторской работе.
Для овладения техникой демонстрации физических опытов необходимы глубокие знания теоретической и экспериментальной физики. И. Ф. Усагин неутомимо изучал капитальные труды по физике, отдавая этому все свободное время. Он с увлечением изучал журнальные статьи, посвященные новым научным открытиям в области физики, применял все новое в экспериментальной работе.
В университете И. Ф. Усагин работал под руководством выдающихся ученых — Н. А. Любимова, А. Г. Столетова, Н. А. Умова, П. Н. Лебедева и др. Он был их помощником и повседневно учился у них. Каждый новый опыт, демонстрируемый на лекциях, он подготавливал задолго до предстоящей лекции и консультировался по каждой детали физического опыта. Наряду с этим он получал теоретические сведения по отдельным темам или разделам физики.
И. Ф. Усагин был постоянным и, пожалуй самым внимательным слушателем публичных лекций, организуемых в то время профессорами университета и обществами ученых. На этих лекциях сообщались сведения о новейших открытиях в физике, химии и других науках. На публичных лекциях по физике И. Ф. Усагин до конца своей жизни был бессменным демонстратором опытов. На этих лекциях он черпал знания по основам наук, знакомился с научными новинками.
Таким образом, И. Ф. Усагин овладевал знаниями в процессе повседневной работы. Он проверял теорию физическими опытами. И. Ф. Усагин, работая, учился и, учась, работал.
Трудолюбие, страстное желание учиться, стремление познать физические законы, умение соединять повседневную работу с учением — вот что помогло ему стать образованным человеком своего времени. Умение увязывать теорию с практикой помогло Ивану Филипповичу овладеть искусством демонстрации сложных физических явлений простыми способами, стать талантливым новатором в экспериментальной физике, конструктором физических приборов, изобретателем.
И. Ф. Усагин не мог и мечтать о таких условиях работы и учебы, какие предоставлены молодежи в советской стране. Он был пасынком не только в семье, но и у должностных лиц царского правительства. Он добивался успехов в своей научной деятельности благодаря напряженному труду, таланту, умению работать и учиться.