В конце 50-х и в 60-х годах XIX в., т. е. в то время, когда начинало формироваться мировоззрение Тимирязева, представители революционно-демократического лагеря России уделяли большое внимание вопросам народного просвещения. Вожди революционной демократии — Н. Г. Чернышевский, Н. А. Добролюбов, А. И. Герцен — придавали важное значение борьбе за народное просвещение, за коренную перестройку методов воспитания. Вопросы педагогики, под влиянием нарастающего революционного движения, все чаще и чаще освещались в издававшихся тогда литературных и литературно-критических журналах. Впервые появляются и специальные педагогические журналы: «Журнал для воспитания», «Учитель», «Русский педагогический вестник». Большое влияние приобретают в стране такие выдающиеся русские педагоги, как К. Д. Ушинский, Н. И. Пирогов, Л. Н. Толстой и др. Под давлением демократического движения царское правительство провело реформу университетского (1863), а затем начального и среднего образования (1864). Вновь утвержденные университетский и гимназический уставы были наиболее прогрессивными уставами из всех существовавших в дореволюционной России. Оживленную деятельность в этот период развернул Комитет грамотности при Вольном экономическом обществе. Были открыты сотни воскресных школ для взрослых.
Во второй половине 60-х годов царское правительство перешло в контрнаступление по всем линиям. Министр народного просвещения граф Д. А. Толстой ввел новые, реакционные уставы начальной и средней школы. Еще раньше были закрыты все воскресные школы. В 1884 г. была отменена так называемая автономия университетов и введен новый — реакционный — университетский устав.
В этой обстановке складывались педагогические взгляды Тимирязева. Так же, как и в других вопросах, он проводил и здесь линию русских революционных демократов.
Резко критически относясь к господствовавшей в России системе образования, Тимирязев возмущается тем, что народная школа признавалась царскими властями «непосильной для страны роскошью». Он считает необходимым широкое народное образование. Используя образное выражение К. Д. Ушинского, Тимирязев пишет, что правильная система учебных заведений в стране должна представлять собой пирамиду с прочно покоящимся основанием в виде широкой сети начальных школ и вершиной в виде высших учебных заведений: только наука, построенная на широком фундаменте народного образования, имеет достаточно прочную основу для своего развития. Тимирязев подчеркивает при этом, что такая система «более согласна с демократическим строем страны».
Тимирязев неоднократно высказывался против закона, запрещавшего университетам принимать в свой состав лиц, окончивших не классическую гимназию, а другие существовавшие в стране средние учебные заведения. С негодованием он писал, что из-за этого «мудрого» закона выдающийся русский физик П. Н. Лебедев, окончивший реальное училище, вынужден был получать университетское образование не у себя на родине, а на чужбине. Тимирязев стоял за всемерное расширение приема студентов в высшие учебные заведения. По свидетельству проф. А. Ф. Фортунатова, он еще в 1873 г. высказывался в пользу приема в высшую сельскохозяйственную школу окончивших не только гимназию, но и земледельческие училища. Тимирязев подвергал критике существовавшие в начальных и средних школах учебные программы. В его сочинениях можно найти многократные высказывания, направленные против «классицизма» в среднем образовании, т. е. против насаждавшихся царизмом «классических гимназий», которые получили свое название потому, что значительная часть всего учебного времени в них отводилась на изучение мертвых классических — древнегреческого и латинского — языков на том основании, что это будто бы лучше всего способствует умственному развитию школьника, как своеобразная «умственная гимнастика». В действительности же усиленное изучение древних языков насаждалось с целью отвлечь внимание учащихся от современности и от естественных наук, способствующих развитию материалистического мировоззрения.
Тимирязев, напротив, так же как Чернышевский, Герцен, Добролюбов, Писарев, Ушинский, считал, что значительную часть учебного времени в средней школе следует посвятить естественнонаучным дисциплинам. Преподавание физики, химии, биологии он считал необходимым не только потому, что оно увеличивает сумму полезных знаний об окружающей природе, но прежде всего потому, что естествознание является важнейшим фактором правильного воспитания ребенка, формирования у него научного мировоззрения. Оно приучает человека логически мыслить, подготавливает его к смелому и самостоятельному решению также и вопросов общественной жизни. Иначе говоря, Тимирязев выступал защитником естественных наук с целью воспитания школьников в материалистическом и демократическом духе. А это как раз больше всего и пугало царское правительство и его ставленников Д. А. Толстого и Победоносцева, Каткова и Леонтьева, которые отстаивали усиление классицизма в школе.
Тимирязев с возмущением отзывался о реакционном уставе гимназий, введенном Д. А. Толстым в 1871 г. Согласно этому уставу, в мужских гимназиях свыше 40% учебного времени отводилось древним языкам, а преподавание химии и биологии полностью изгонялось. О «реформах» Д. А. Толстого в народном образовании Тимирязев отзывался как об «умственном избиении младенцев вифлеемских». Автора этих «реформ», как крайнего реакционера, Тимирязев сравнивал с царем-вешателем — Николаем Палкиным и называл его «зловещей фигурой». Об учрежденных гимназиях Тимирязев отзывался не иначе, как о «проклятой классической школе, которая отравляла» юношеские годы человека. Он указывал, что отсутствие естественнонаучных дисциплин в учебной программе гимназий делало «невозможным серьезное изучение какой бы то ни было университетской науки». Вред классического образования не ограничивался этим. Оно дурманило головы целых поколений интеллигенции, способствуя развитию в них мистических и идеалистических настроений. И Тимирязев писал, что «принесшая свои плоды толстовская средняя школа успела в своем деле разрушения», увеличив число адептов идеалистической философии.
Как на одно из вредных последствий классического образования Тимирязев указывал на «систематическое задерживание» молодежи в гимназиях, связанное с большой потерей времени на изучение древних языков, а также с систематическим второгодничеством. Тимирязев считал необходимой действительную и притом коренную реформу средней школы, которая позволила бы перейти от механического заучивания литературных и грамматических форм древних языков к научному познанию окружающей человека природы. Тимирязев считал, что, конечно, школа, не только средняя, но даже и высшая, не может снабдить человека всей суммой знаний, которые будут нужны ему на протяжении его жизни. Задача школы — привить подрастающему поколению прочный интерес к науке, стремление ко все более полному и широкому ее охвату. Человек, обладающий этим стремлением и минимумом знаний, полученных в школе, сможет продолжать свое образование и после выхода из стен школы.
Тимирязев был сторонником сочетания умственного и физического воспитания школьника, он требовал, чтобы школа подготавливала его к реальной жизни, приучала к труду и в то же время предоставляла ему право на беззаботную веселость и полную свободу. Тимирязев выступал против чисто книжных знаний и указывал на необходимость прививать школьникам практические нарыки, но он был решительным противником «излишнего увлечения школьными практическими занятиями, которые по необходимости очень суживают круг понятий и знакомство с общим содержанием наук и тем едва ли способствуют возбуждению общего интереса к науке».
Тимирязев указывает, что учащийся не может вывести закон или сделать обобщение, сколько бы он ни проводил своих собственных наблюдений и опытов. В то же время про ведение многочисленных опытов заставило бы его вращаться в весьма ограниченном, нередко совершенно случайном кругр идей, мешая широкому и разностороннему знакомству с наукой и ее методами, что является непременным условием подготовки к будущей, действительно самостоятельной деятель поста человека.
Тимирязев так же, как К. Д. Ушинский и другие выдающиеся русские педагоги, рекомендовал при обучении детей широко использовать наглядные пособия; он и сам сконструировал ряд приборов, предназначенных для средних учебных наведений. Большое значение в воспитании ребенка Тимирязев придавал иллюстрациям, считая, что иллюстрации, с одной стороны, способствуют умственному развитию ребенка, а с другой — по отношению к ним детей легче всего судить об уже достигнутом ими уровне умственного развития. «Не знаю, согласятся ли со мной присяжные педагоги, — писал Тимирязев, — но, наблюдая за детьми, я всегда приходил к заключению, что отношение к картинкам едва ли не лучшее мерило умственного развития ребенка. Присмотритесь, как он перелистывает страницы какой-нибудь старой иллюстрации, и вы получите гораздо более,ясное понятие о том, насколько в нем проснулась собственная мысль, чем выслушивая, как он с чужого голоса отбарабанивает басни или рапортует, оставляющий его совершенно безучастным, урок грамматики».
