Цель исследования состоит в разработке и обосновании модели обучения физике бакалавров направления «Биотехнические системы и технологии», позволяющей формировать метапредметное инженерное мышление в ходе изучения физики в вузе. Автором отстаивается точка зрения о необходимости и целесообразности интеграции биотехнической, медико-биологической и физико-математической областей знания как фундаментального и прикладного содержания физики, изучаемой будущими биомедицинскими инженерами в вузе. На основе анализа современных тенденций, наметившихся в инженерной подготовке по физике в вузах России, автором предпринята попытка разработать модель обучения физике бакалавров направления подготовки «Биотехнические системы и технологии», которая включает три основные составляющие: физико-математическая, биотехническая, медико-биологическая. Первая составляющая предполагает формирование основы фундаментальных знаний о физических законах и методах математического моделирования, обеспечивая возможность анализа биосистем и биообъектов. Вторая составляющая ориентирует на применение знаний для разработки и анализа технических устройств, используемых в области ремонта и эксплуатации медицинской аппаратуры, а также на формирование практических навыков, необходимых для работы с техническими устройствами. Третья составляющая нацелена на изучение влияния физических факторов на живые организмы и принципы работы медицинского оборудования, замыкая цикл от теории к практическому применению. В статье приведены примеры физических задач, способствующих развитию метапредметного инженерного мышления у студентов, изучающих физику в контексте будущей профессиональной деятельности.