Одним из главных направлений деятельности, в котором Татищев проявлял особую неутомимость и настойчивость, было школьное дело. Татищев стремился всех заставить либо учить, либо учиться. Первые школы, основанные им в 1721 году, без него особенно не процветали, хотя Геннин и не оставлял их без внимания. Геннин, в частности, перевел школу из Уктуса в Екатеринбург (в 1724 году) и следил за тем, чтобы она не прекращала работы. Но Татищев остался недоволен и этой школой. Он нашел, что она не укомплектована: вместо ста человек, которых она могла принять, в ней училось немногим более полусотни. Не добившись от частных владельцев согласия на создание школ при их заводах, Татищев настойчиво внедряет школы при казенных предприятиях. В 1736 году он составил «Учреждение, коим порядком учители русских школ имеют поступать». Это было первое практическое пособие для обучающих, первый труд по педагогике.
К учителю Татищев предъявляет самые строгие требования. Наставник должен заботиться о своих учениках «как отец о сущих детях». «Но как известно, что младенцы образы жития старших над собою от видения приемлют и по тому прилежно и следуют, того ради должен учитель быть благоразумен, кроток, трезв, не пианица, не зершик (то есть не игрок в кости, зернь), не блудник, не крадлив, не лжив, от всякого зла неприличных, паче же младенцам соблазненных поступков отдален, чтоб своим добрым и честным житием был им образец». Учителя должны «каждодневно в школу приходить прежде прихода учеников», чтобы «изготовить» все необходимое для учения.
В зависимости от возраста учащихся предлагаются разные приемы обучения. Для пяти-шестилетних нужен самый легкий режим. Они не могут «долее сидеть как 2 часа сподряд» и «дабы вдруг сидением не отяготить и науки им не омерзить, некогда и междо учением может учитель на полчаса младенцем допустить погулять». Начиная же с семи лет предполагается довольно жесткий ритм обучения. Летом (с 1 апреля по 1 сентября) занятия начинаются с шести часов и продолжаются до десяти часов, а затем после обеда еще с двух до шести. Зимой — с восьми до одиннадцати и с двенадцати до трех часов пополудни. Весной и осенью продолжительность учения — четыре до обеда и три часа после обеда.
В ходе учения учитель должен проявлять выдержку, терпеливо поправляя ошибки, «однако ж без всякой злобы и свирепости, но ласково и с любовью показуя себя как словами, так и поступками любительно и весело». При успехах ученика надо его «похвалить и скорым науки окончанием обнадеживать». Сильные ученики прикрепляются к слабым для помощи «надзирания».
Уставы начала XVIII века предусматривали в школах даже специального солдата для порки нерадивых или провинившихся учеников. Татищев стремится сделать обучение более приятным для учащихся, а заодно, как и во всем, добивается их заинтересованности. «Чтоб ученики охотнее и скорее обучались и меньше принуждения и надзирания требовали», советует давать им определенные задания, «и как скоро которой урок свой выучит, так скоро его с похвалой из школы выпустить, через что и ленивым подастся лучшая охота». Татищев советует постепенно увеличивать нагрузку, начиная с «уроков малых». Классной системы в школах этого времени еще не было. Задания каждому ученику давались особо. Заметив у кого-либо способности, учитель должен постепенно увеличивать его нагрузку. В отношении же «ленивых» допускается и наказание. «Однакож не столько битьем, кап другими обстоятельствы, а наипаче чтоб более стыдом, нежели скорбию, яко стоя у дверей, привязану к скамье и на земли сидя кому учиться, или неколико часов излишнее пред другими в школе удержать».
Наставления Татищева слишком далеко расходились с обычной педагогической практикой. Сознавая это, Татищев делает «уступку»: «И если такие наказания жестокосердному недостаточны, тогда биением по рукам или лехкою плетью по спине, токмо того весьма храниться, чтоб часто не бить, ибо тем более побои в уничтожение и ученики в бесстрашие приводятся (то есть наказание уже не будет оказывать воспитательного воздействия). В голову же и по щеке учеников отнюдь не бить».
Татищев критикует принятую в его время систему обучения, когда до пяти лет учили наизусть часовник, псалтырь и апостол, не вникая в смысл заучиваемого. Лишь после того обычно переходили к письму. Он считает такое обучение бессмысленным, поскольку учащиеся, а иногда и учителя не понимали даже, о чем идет речь. Поэтому полезнее не заучивать, а пересказывать содержание, «чтоб простым наречием и хотя непредписаным порятком пересказал».
Обучение письму должно следовать сразу за усвоением чтения. Для чтения выделяются утренние часы и для письма — послеобеденные. Разрыв между чтением и письмом намного ускорял процесс обучения.