Предвидя возрастание роли точных наук в недалеком будущем, он пытается делать все для того, чтобы его ученики обладали полнотой знаний в этих дисциплинах: составляет несколько вариантов программ по этим предметам, вырабатывает свою методику преподавания, вводит впервые в гимназической практике домашние письменные работы по физике и космографии. Илья Николаевич стоит за широкое применение наглядных пособий, за демонстрацию опытов. Он хорошо помнит завет Ушинского: никуда не годятся те уроки, которые состоят сплошь из толкований учителя. И утверждает: надо будить любознательность ученика, развивать его мышление — в том числе и абстрактное.
К мнению Ульянова прислушиваются. Ведь за его плечами уже добрых десять лет работы, он испробовал и проверил собственным опытом не одну методику, применяет на уроках интересные приемы. Попечитель Казанского учебного округа так отзывается о нем:
«Ульянов, снискавший себе известность отличного педагога, по достоинству занимает принадлежащее ему место между лучшими преподавателями. Его мягкое и симпатичное обращение с воспитанниками, всегда ровный и благоразумный такт привлекают к нему учеников и заставляют охотно заниматься. Самое его преподавание отличается ясным и толковым изложением и тем терпеливым вниманием, которым он слабых и менее развитых учеников доводит до полного усвоения преподаваемого…»
Илья Николаевич в Нижнем Новгороде разработал несколько учебных программ для гимназий. По ним начали составляться многие программы по математике и физике для других учебных заведений России. А вопросы сферической геометрии, включенные впервые Ульяновым в курс обучения, были рекомендованы в Казанском учебном округе как обязательные.
Мастерство учителя достигает полного расцвета. Его волнуют не только свои предметы. Все чаще он интересуется преподаванием других дисциплин, стремится развивать в процессе обучения межпредметные связи, его все больше занимают общепедагогические проблемы.
Вот нижегородские педагоги спорят о роли учебника в процессе обучения. Инспектор института А. Г. Шапошников полагает, что учитель не должен отступать от текста учебника, может быть, даже следует просто читать его на уроке — вместо рассказа учителя. Но Ульянов и другие педагоги возражают: они за свободное изложение материала учителем, за творческое отношение к обучению.
При обсуждении вопроса: «В чем выражается воспитательная деятельность учителя в классе?» — Илья Николаевич высказывает свою точку зрения: «Постоянно заботиться о приучении воспитанников к самостоятельному труду, путем самодеятельности». Для этого он дает работу ученикам так, чтобы они были все заняты постоянно.
