Досліджено професійну діяльність учителя у питаннях формування пізнавальної самостійності підлітків засобами моделювання. Визначено структуру такої діяльності на основі системного, управлінського та технологічного підходів. Уточнено сутність і структуру пізнавальної самостійності учнів, встановлено її критерії на рівні сформованості. Теоретично обгрунтовано й експериментально перевірено можливість застосування моделювання як засобу формування пізнавальної самостійності учнів. З'ясовано умови, що забезпечують ефективність діяльності вчителя засобами моделювання. Визначено сутність і розроблено структурно-функціональну модель професійної діяльності вчителя з формування пізнавальної самостійності підлітків засобами моделювання. Розроблено методичне забезпечення процесу оволодіння моделюванням на уроках предметів природничо-математичного циклу з урахуванням виділеної сукупності умов.