В статье представлены результаты педагогических исследований по решению проблемы проектирования методических подходов к обучению математическим дисциплинам студентов-бакалавров педагогических направлений на основе компетентностного и интегративного подходов, актуализирующих межпредметные связи математики через внедрение интегрированных программ, модульного обучения, электронно-информационной образовательной среды (ЭИОС) и метода проектов. Особенности использования метода проектов связаны с внедрением в учебный процесс системы профессионально-ориентированных кейс-заданий. Проектирование электронных курсов осуществляется на базе платформы Learning Management System Moodle и предполагает использование учебных пособий, реализующих концепцию содержательной интеграции образования с актуализацией межпредметных связей (численные методы – информатика; геометрия – информатика и современные средства оценивания результатов обучения). В процессе экспериментальной работы применяются методы эмпирического исследования: наблюдение, педагогический эксперимент, проведение педагогических измерений, экспериментальное обучение математическим дисциплинам; методы теоретического исследования: анализ научно-педагогической, психологической, философской литературы и диссертационных исследований, анализ вузовских программ, учебников и учебных пособий по математическим дисциплинам, анализ организации процесса преподавания математических дисциплин для студентов педагогических направлений в системе бакалавриата. Для проверки гипотезы об эффективности методических подходов был выбран критерий Вилкоксона-Манна-Уитни. С целью выявления взаимосвязи уровня сформированности профессиональных компетенций студентов и реализуемых методических подходов используются дихотомическая шкала, φ-коэффициент корреляции Пирсона и четырехполосная таблица сопряженности. На основе анализа результатов педагогического эксперимента были сделаны следующие выводы: проектирование процесса обучения математическим дисциплинам студентов-бакалавров педагогических направлений целесообразно осуществлять на основе компетентностного и интегративного подходов; эффективное формирование профессиональной компетентности студентов возможно средствами учебного содержания математических курсов с применением ИКТ, электронно-информационной образовательной среды, метода проектов, специально разработанного методического обеспечения и системы кейс-заданий с применением психолого-социологических диагностик для обеспечения эффективной групповой командной работы.