Рассматриваются актуальные аспекты фундаментализации профессионального образования, его роль в становлении компетентности будущего специалиста. Обоснованы и конкретизированы принципы формирования ключевых компетенций в процессе непрерывной общеобразовательной естественнонаучной подготовки. Показана необходимость применения технологий личностно ориентированного развивающего обучения с элементами проблемного характера в довузовских профессиональных образовательных учреждениях.