Учеников поселили частично в самой школе, частично на постоялых дворах в соседних Панкратьевской и Мещанской слободах.
Петр предполагал, что в Навигацкой школе будут учиться боярские, дворянские, офицерские дети. Он, правда, предвидел, что многие родители не захотят отдавать своих чад в учение добровольно, поэтому велел записывать «с принуждением». Но некоторые из бояр, не желая отдавать сыновей на опасную морскую службу, чтобы обойти царский приказ, поспешили определить их в Славяно-греко-латинскую академию. Узнав об этом, Петр рассердился и с солдатским конвоем отправил боярских недорослей в строящийся Петербург на тяжелые работы — забивать сваи. От царского гнева спасло недорослей заступничество адмирала Апраксина, и они вскоре были посланы на учебу за границу.
В Навигацкую же школу было разрешено принимать не только дворянских, но и разночинских детей.
В организации Навигацкой школы большое участие принимал Яков Брюс. Поскольку ему, как пишет Снегирев, «Петр поручил все дела, касавшиеся до физико-математических наук, то, вероятно, сей математик устроил Сухаревское училище, вверенное потом шотландцу Фарварсону».
Во всяком случае, программы преподавания, наверняка, создавались при значительном участии Брюса и самого Петра.
Полный курс Навигацкой школы складывался из трех ступеней, называвшихся классами. В низшем, или русском, классе обучали грамоте и элементарной арифметике; второй класс — цифирный — включал в себя математику, физику, историю, красноречие и другие предметы; высшие же — мореходные, или навигацкие, классы давали специальные знания. Срок обучения зависел от успехов учащегося, обычно он составлял 6–8 лет.
Были определены меры поощрения за хорошее ученье: «искусным», то есть успевающим, давать «на прокорм» в день по пяти алтын (15 копеек), а иным по гривне (10 копеек) и меньше, «рассмотрев коеждого искусство учения».
Из казны поступили деньги на книги, бумагу, перья и на прокорм учеников.
Из кладовой Ивана Великого достали и передали Навигацкой школе большой медный глобус, некогда привезенный в дар царю Алексею Михайловичу посольством Генеральных Штатов Голландии. В описании глобуса, составленном в XVIII веке, не только говорится о его внешнем виде, но и подчеркивается его польза: «Корпус сего глобуса из красной меди, живопись на нем старинная, высокой работы. Глобус и с подножием вышиною четыре аршина, в центре шесть английских футов, около него медный пояс, или меридиан, в полтретья пальца. Вокруг всего глобуса витые балясы точеные орехового дерева с резными из пальмового дерева фигурами… Сия высокой цены и отменной куриозности вещь не только к академии годна, но весьма надобна и полезна».
Для школяров была введена форма одежды на французский манер: кафтан, камзол, рубашка, чулки, башмаки и шляпа; старшим воспитанникам, кроме того, полагалась шпага.
Преподаватели могли вести занятия на латинском и западноевропейских языках (английском, немецком, французском), русского они не знали. Ученики же, которым по программе предстояло выучить эти языки, пока что знали только русский. Это обстоятельство поставило под угрозу саму возможность учебной деятельности Навигацкой школы.
И тогда-то вспомнили про Леонтия Магницкого, русского учителя, который обучал детей в некоторых московских дворянских и боярских домах. Поскольку преподавателей для Математической школы назначал сам царь, то ему и «отписали» о Магницком.
Леонтий Филиппович Магницкий родился в 1669 году в крестьянской семье в Осташковской патриаршей слободе, что на озере Селигере. С детства он чувствовал тягу к ученью, сам выучился читать и писать. Священник местной церкви, видя его старание, позволил ему «читать в церкви часы», как псаломщику. Как-то раз юношу послали с возом рыбы в Иосифо-Волоколамский монастырь. Игумен монастыря, которому был нужен чтец, оставил его у себя, а год спустя благословил на учебу в Славяно-греко-латинской академии — единственном тогда в России высшем учебном заведении в Москве. Восемь лет проучился Леонтий в академии, проявив большие способности. По окончании же ее остался в Москве и служил домашним учителем, обучая детей грамоте и счету.
