Osmanlı'da modernleşme döneminin ilk öğretmen okulu olan Dârülmuallimîn, 1848 yılında kuruldu. Okulların sayısındaki artış, 1857 Maarif Nezareti'nin kuruluşu ve 1869 Maârif-i Umûmiye Nizamnamesi'nin yürürlüğe girmesi gibi gelişmelere paralel olarak Dârülmuallimîn, farklı kademelere öğretmen yetiştirecek şekilde yapılandırıldı. Eylül 1908'de Sâtı Bey'in Dârülmuallimîn'e müdür tayin edilmesiyle beraber öğretmen yetiştirmeye ilişkin en geniş çaplı yenilikler hayata geçirildi. Dârülmuallimîn öğrenci ve öğretmen kadrosu değişti. İçerik öğretmenlere meslekî formasyon kazandıracak şekilde yeniden yapılandırıldı. Müfredata musiki, beden eğitimi ve el işi gibi yeni dersler eklendi. Yaparak yaşayarak öğrenme, buluş yoluyla öğrenme gibi modern eğitimin ilke, yöntem ve kavramları temel pedagojik yaklaşım olarak esas alındı. Bu değişimlerden hareketle öğretmen adaylarının teorik bilgiye sahip olmaları yeterli görülmeyerek uygulama yapmaları da sağlandı. Özellikle son sınıfta bir hafta teorik eğitim bir hafta uygulamalı eğitimin takip ettiği bir yapı benimsendi.

Teorinin ve pratiğin beraber sürdürülebilmesi amacıyla Dârülmuallimîn'e Sâtı Bey tarafından Tatbikat Mektebi adı verilen bir uygulama okulu kuruldu ve müdür olarak İhsan Sungu atandı. Tatbikat Mektebi'nin kurulma amacı; Dârülmuallimîn'e devam eden ilkokul öğretmen adaylarının meslekî yetkinliklerini arttırmak ve teorik eğitimin yanı sıra uygulamalı olarak öğretmenlik formasyonu kazanmalarını sağlamaktı. Sâtı Bey'e göre sağlam bir ilkokul sistemi kurmak gerekiyordu ancak eğitim sistemi içinde faaliyet gösteren okul ve öğretmenler ortak bir eğitim anlayışından yoksundu. Öğrencilerin terbiyesi konusunda her bir öğretmen ve her bir okul yöntem itibariyle müstakil hareket etmekteydi. Eğitim ve yönetim açısından zaaf içerisindeki okullarda ezbercilik çok yaygın olup derslerin ruhu kaybolmuş, uygulama ve terbiye boyutları ihmale uğramıştı (Ezber-Ezbercilik).

Tatbikat Mektebi'nin uygulamalarının bu problemlerin çözümüne örnek olacağı düşüncesi Sâtı Bey'i böyle bir okul kurmaya sevketmiştir. Tatbikat Mektebi, öğretmen adaylarına uygulama yetkinliği kazandırmak amacıyla kurulduğu için Dârülmuallimîn'in en önemli unsurlarından biri sayılmıştır. Hazırlanan programda öğretmen adaylarının ilk sınıftan itibaren okula devam etmesi öngörülmektedir. Böylece öğretmen adaylarının çocukları çok yönlü olarak tanımaları ve farklı eğitim metotlarını görme imkânı bulmaları hedeflenmektedir. Öğretmen adaylarının bir üst sınıfa geçmeleriyle birlikte uygulama okulunda bulunma süreleri de artmıştır. Bu uygulamanın en büyük kazanımı henüz öğrenim aşamasında olan öğretmen adaylarının birer "mürebbî" olarak mesleğe hazırlanmalarına imkân sağlamak olmuştur.

Tatbikat Mektebi'nde teorik derslerin uygulamaları öncelikle Dârülmuallimîn'in muallimleri tarafından örnek derslerde yapılmaktaydı. Uygulama sınıfları staj için hazır bulunan öğretmen adaylarının dersleri takip edebilmelerine uygun olarak düzenlenmişti. Sınıftaki öğrenciler sıralarında tahtaya dönük olarak öğretmenleriyle ders işlerken, stajyerler onları yan cepheden görecek şekilde dizilmiş olan sandalyelere oturarak dersi takip ederdi. Ders sonrası ilkokul öğrencileri derslikten çıkınca Dârülmuallimîn muallimleri ve öğrencileri işlenen örnek dersin öğretim yöntemi, öğrenci psikolojisi ve sınıf yönetimi süreçleri konularında eğitici tartışmalar yaparlardı. Örnek ders gözlemi sonrasında öğretmen adayları da ders verir, böylece aldıkları teorik içerikleri, pedagojik bilgileri, gözlemledikleri örnek dersleri uygulamaya koyarak meslekî yetkinlik ve tecrübe kazanma imkânı bulurlardı. Tatbikat Mektebi'nde uygulamalı sınavlarda öğrencilerden bir konu üzerine ders planı hazırlayıp öğretmen ve arkadaşlarına sunması ve plan üzerine tartışması da beklenmekteydi.

Tatbikat Mektebi ile birlikte eğitim öğretimde yeni usuller uygulamaya konulmuştur. Burada yapılan ders örneklerinin büyük bir çoğunluğu buluş yöntemiyle (usûl-ı tekşif) gerçekleştirilmiştir. Böylece klasik anlatım yöntemi (usûl-ı takrir) yanında soru-cevap şeklinde ilerleyen diyaloglarla öğrencilerin işlenen konuyu mevcut bilgileriyle ilişkilendirip farklı boyutlarıyla kavramaları hedeflenmiştir. Bu yöntemde muallim uygun sorularla çocukların sonuca ulaşmalarını temin eden bir kılavuz gibidir. Muallim çocuklarda merak uyandırarak dersi dikkat çekici hale getirir, oyun ve beden hareketlerini etkin bir şekilde kullanır, görsel materyallerden yararlanır, bilimsel araştırma verileri ışığında çocukları farklı yönlerden değerlendirme ve buna istinaden yeni uygulamalar gerçekleştirme gibi çeşitli metotlar uygular. Özellikle çocukların ezberlemeden anlamalarını sağlamak ve soru-cevap yöntemiyle konuların keşfedilerek öğrenilmesi, örnek derslerin ana hedefini oluşturur. Dersler dışında Tatbikat Mektebi'nde sergiler açılmış, ilmî gelişmeler ve günlük olaylar üzerine konferanslar verilmiştir. Modern öğretim ilke ve yöntemlerinin temelini oluşturan bu uygulamalar Osmanlı Devleti'nde ilk defa Tatbikat Mektebi'nde hayata geçirilmiştir.

Tatbikat Mektebi'nde yapılan bütün ders örnekleri, ders planları ve ders sonunda yapılan tartışmalar, yapılan konferanslar ve düzenlenen sergiler Dârülmuallimîn idaresi tarafından çıkarılan ve diğer öğretmen okullarına da ulaştırılan Tedrîsât-ı İbtidâiye Mecmuası'nda yayımlanmıştır. Böylece burada üretilen tecrübî birikim ülkenin farklı bölgelerinde görev yapan eğitimcilere de aktarılabilmiş, ders örneklerini kendi koşullarına ve ihtiyaçlarına uygun şekle getirerek uygulamaları istenmiş ve ortak bir eğitim anlayışı oluşturulmaya çalışılmıştır. Kısa zaman içinde İstanbul Dârülmuallimîni dışında diğer öğretmen okullarında da tatbikat mektepleri açılmaya başlanmıştır. Sâtı Bey'e göre Tatbikat Mektebi ile ulaşılmak istenen hedeflere büyük ölçüde varılmıştır. Mektep "hem bir uygulama mektebi, bir numune mektebi hem de bir dereceye kadar terbiye tecrübehanesi" olarak vazife görmüş, beklenenin üzerinde başarı sağlamıştır.

Tatbikat Mektebi'nde hem bu okula devam eden ilkokul öğrencilerinin hem de Dârülmuallimîn'e devam eden öğretmen adaylarının istifade edeceği bir yaklaşım benimsenmiştir. Avrupa'daki örneklerden istifade edilerek kurulmuş olan Tatbikat Mektebi, millî bünyeye uyarlandıktan sonra uygulamaya konulmuş, dolayısıyla Türk eğitim sistemine özgü bir teşebbüs haline getirilmiştir. Özellikle Avrupa'dan intikal eden yöntem ve uygulamaların işlerliği ve Türk eğitim sistemine intibakı Tatbikat Mektebi'nde test edilerek ölçülmeye çalışılmıştır.

Tatbikat Mektebi'nde teorik ve pratik eğitimin paralel sürdürülmesi, daha sonra Eğitim enstitüleri ve Eğitim fakülteleri programlarında yer alan öğretmenlik stajına temel oluşturmuştur. Ancak Dârülmuallimîn muallimlerinin örnek dersleri bizzat kendilerinin icra etmeleri, Tatbikat Mektebi uygulamalarını günümüz uygulamalarından farklılaştırmaktadır.