У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове практичне розв'язання актуальної проблеми розвитку умінь математичного моделювання у старшокласників у процесі навчання природничо-математичних предметів. Розкрито сутність, структуру та зміст термінів "модель", "математична модель", "математичне моделювання", виокремлено види математичних моделей, описано евристичну схему діяльності математичного моделювання. За результатами дослідження з'ясовано дидактичні умови розвитку вмінь математичного моделювання у старшокласників у процесі навчання природничо-математичних предметів та розроблено й теоретично обгрунтовано структурно-дидактичну модель розвитку цих умінь у школярів. Для практичної реалізації дидактичної моделі розвитку вмінь математичного моделювання у старшокласників у процесі навчання природничо-математичних предметів та експериментальної перевірки її ефективності розроблено авторський курс за вибором "Математичне моделювання як метод розв'язування прикладних проблем". Основні результати дослідження впроваджені в навчальний процес загальноосвітніх навчальних закладів. Здійснене експериментальне впровадження результатів дослідження свідчить, що використання запропонованої дидактичної моделі розвитку вмінь математичного моделювання у старшокласників, яка враховує освітні вимоги сучасного покоління, особливості його навчальної діяльності та віковий чинник, забезпечує: свідоме оволодіння учнями математичним моделюванням як універсальним методом навчального пізнання навколишнього середовища; високий рівень розвитку творчих здібностей школярів; активізацію пізнавального інтересу до вивчення природничо-математичних предметів та ефективність навчання.