В статье предлагается новый когнитивный подход к инженерному образованию на основе когнитивно-нейродидактико-компетентностно-интегративной (КНКИ) модели. Подход призван преодолеть разрыв между достижениями когнитивной науки и реальной практикой обучения, учитывая рост когнитивной сложности технического контента, разнообразие профилей обучающихся и требования к переносу знаний. КНКИ-модель описывает восемь последовательных когнитивных фаз (от трансформации информации до метапознания) и опирается на 72-сегментную матрицу образовательного дизайна, связывающую фазы с компетенциями и типами активности. Показано, как на основе модели проектировать курсы, выстраивать систему оценивания и развивать метакогнитивную осведомлённость будущих инженеров.