Семейство Ползуновых проживало в деревянном домике в западной части города, которая именовалась Торговой стороной. Крошечного жалованья отца (годовой оклад «за вычетом мундира» – 8 рублей 44,5 копейки) с трудом хватало на небогатый стол. Родители не хотели, чтобы сын, так же как они, оставался неграмотным, поэтому решили отдать его в школу. Помимо всего прочего, для семьи это оказывалось подспорьем – ученикам полагалось «жалованье».

Уральские школы создавал и курировал В. Н. Татищев. В 20-х гг. XVIII столетия школы были основаны в Кунгуре, в 1723 г. появились арифметическая и словесная (подготовительная к арифметической) школы в Екатеринбурге. В 1724–1734 гг. при Геннине сохранилась лишь одна, на других же заводах школы практически бездействовали из-за отсутствия учителей. В основном в заводских школах обучались дети мастеров и служителей, а также духовных лиц. Екатеринбургской школе Татищев до самого отъезда в столицу уделял особое внимание. В словесной школе ученикам выдавалось в год по 3 рубля 60 копеек. Обучали в них чтению, письму, а также «евангельским преданиям и апостольским посланиям». В арифметической школе ученики делились в зависимости от изучаемых предметов. Арифметикой должны были заниматься 25 человек с годовым жалованьем 4 рубля 80 копеек. Геометрия и тригонометрия преподавались 15 ученикам с окладом повыше – 6 рублей. И 10 человек обучались черчению и рисованию, этой «элите» платили самое большое жалованье – по 7 рублей 20 копеек в год. Учителей для заводских школ никто специально не готовил – они назначались из числа горных офицеров-шихтмейстеров (что соответствовало военным чинам прапорщика и подпоручика).

Во время вторичного пребывания на Урале в 1734–1737 гг. В. Н. Татищев задумал меры по повышению уровня обучения в заводских школах. Он полагал, что в их программу следует ввести механику, пробирное дело (умение производить пробы руд), латынь и немецкий язык. Кроме того, он считал, что ученики должны получать практические навыки, предписывал обучать их резьбе по камню, гранильному, токарному, столярному и паяльному делу. Однако острая нехватка квалифицированных учителей помешала в точности выполнить все наставления Татищева. Палки в колеса его инициативам вставляли и хозяева предприятий – уральские промышленники, которым не хотелось финансировать обучение. Да и верховная власть не спешила поддержать начинания Татищева – его «Наказ шихтмейстеру», «Заводской устав», «Горный устав», содержавшие передовые по тем временам предложения, в том числе касающиеся учебы в заводских школах, так и не были официально утверждены. Историки утверждают, что наиболее последовательно и успешно идеи В. Н. Татищева проводились в жизнь в екатеринбургской школе. Занятия в этом учебном заведении были весьма продолжительными. Летом учились по 12 часов в день, осенью и весной – по 9, зимой – по 7 часов. По праздникам и в воскресенье занятий не было, однако школьники были обязаны посещать церковные службы, за этим строго надзирали учителя.

В. Н. Татищев, государственный деятель, историк, экономист.

Ползунов поступил в словесную школу в 1736 г. и через два года, окончив ее, перешел в арифметическую. Там он учился под руководством Федора Ивановича Санникова, шихтмейстера Екатеринбургского завода, хорошего специалиста по черчению и рисованию. Можно сказать, что мальчику повезло и с другими преподавателями, например, горного дела – И. Н. Юдиным. Точных данных нет, но предполагается, что Ползунов окончил курс математики, так как в 1741 г. ему было назначено годовое жалованье в 6 рублей. Есть предположение, что во время учебы Ползунов ознакомился с книгой Г. В. Крафта «Краткое руководство к познанию простых и сложных машин», вышедшей в Петербурге в переводе Адодурова. Вообще же о школьном периоде жизни Ивана Ползунова известно мало, разве только то, что жалованье ему постоянно выплачивали с опозданиями. Однако, несмотря на нужду, мальчик учился успешно. Когда механику Н. Бахореву понадобились помощники, выбор начальства пал на двух учеников – И. Ползунова и С. Черемисинова. Их в феврале 1742 г. перевели в механические ученики. Жалованье Ползунову назначили то же самое, что было в школе, – 6 рублей в год. Оно также выплачивалось с большими задержками.

Механик Никита Бахорев был крупным специалистом горно-металлургического производства. Он обучался в Санкт-Петербурге, постигал машинное дело в Швеции и был прислан на Урал в 1729 г. для усовершенствования «в больших машинах». До появления Ползунова и Черемисинова у Бахорева уже было несколько помощников, но мастеру казалось, что их недостаточно. Возможно, это объясняется тем, что в обязанности механика-«механикуса» или машиниста входил широкий круг заводских вопросов. Он должен был руководить постройкой доменных и других цехов, водоподъемных и рукоподъемных машин на рудниках, лесопильных и прочих «мельниц», жилых и иных помещений и т. д. Труд на уральских заводах в то время был по преимуществу ручной, однако это не исключало использования различных механизмов. Под «большими машинами» – предметом особых забот механика – подразумевались главным образом устройства, приводимые в действие силой воды. Более скромные машины обслуживались людьми или лошадьми. Переход от школьного обучения к заводской практике, судя по всему, прошел у Ивана Ползунова вполне успешно. У Бахорева способный юноша многому научился – он овладел чертежным делом, ознакомился с устройством самых различных заводских машин, вник в тонкости металлургического производства.

В 1747 г. главный командир Колывано-Воскресенских заводов Андреас Беэр, направлявшийся к месту новой службы в Барнаул, ненадолго остановился в Екатеринбурге. Здесь он, воспользовавшись предоставленным ему правом, отобрал для царских заводов группу горных специалистов, в число которых вошел и 18-летний Иван Ползунов.

На Барнаульском медеплавильном заводе он получил должность гиттеншрейбера, т. е. смотрителя и учетчика при плавильных печах. Ползунов досконально изучил все особенности процесса плавки металла, нашел время и для посещения заводской библиотеки, где ознакомился в том числе с трудами М. В. Ломоносова. Начальство было довольно способным работником – в апреле 1750 г. его произвели в младший шихтмейстерский (унтер-шихтмейстер) чин с повышением жалованья до 36 рублей в год. Задания ему давались самые разнообразные, в том числе далеко выходящие за его прямые обязанности. Например, летом 1750 г. ему поручили проверить, правильно ли выбрано место для пристани на реке Чарыш, а также измерить и составить описание дороги до Змеиногорского рудника. Иван осмотрел место для пристани. А затем с мерной цепью прошел до рудника, отмерив расстояние в 85 верст 400 сажен. Он обозначил всю трассу кольями и указал подходящие места для ночевок обозов с рудой. Длина будущей дороги оказалась вдвое короче действующей рудовозной. В ноябре 1753 г. Ползунов был сначала назначен смотрителем за работой плавильщиков, потом командирован на Змеиногорский рудник, где принял участие в сооружении новой лесопилки. Эта «пильная мельница» стала первым заводским сооружением, возведенным под непосредственным руководством Ивана Ползунова.