Рассмотрены модели высшего профессионального образования (ВПО) вРоссийской Федерации в связи со стратегией развития системы образования в РФ до 2020г., осуществлен анализ состояния системы ВПО и выявлены перспективы ее инновационного развития; представлена организация научной и инновационной деятельности в исследовательском университете. Рассмотрены проблемы построенияпараметрической модели инженерного образования и проектирования среды опережающего обучения. Выявлены условия и механизмы успешного решения инженерных проблем через деятельность; разработана профессионально-деятельностная модель инженера, проанализировано влияние различных факторов на эффективностьдеятельности инженера. Разработана модель подготовки инженера на основе полноты его фундаментальных знаний, целостности их применения и компетентности в достижении конечных результатов в инженерной деятельности. Рассмотрены учебная дисциплина как информационная и проектно-деятельностная модели предметной области и реализация принципа природосообразности в дистанционных технологиях обучения.Представлен виртуальный кабинет преподавателя как инструментальное средство познания и поддержки учебной деятельности в среде опережающего обучения. Проведен анализ результатов подготовки инженеров в среде опережающего обучения. Обоснованыпроблема устойчивости академической компетентности инженера в рамках дисциплины и алгоритм расчета циклов его переподготовки. Приведены примеры проектирования объектов виртуального кабинета преподавателя и квалиметрической шкалы оценки качества владения компетенцией при подготовке инженеров в метрическом компетентностном формате, а также построение фундаментального образования на примере изучения квантовой химии в локальной сети с помощью программных пакетов.