В статье рассматриваются методические основы развития аналитико-диагностической компетентности будущих метрологов посредством интеллектуальных измерительных систем и проблемно-ориентированных лабораторных заданий. Контроль качества цифровых измерительных данных, оценивание неопределенности измерений, анализ причин отклонений и принятие обоснованных профессиональных решений представлены как единая учебная деятельность. На основе системного, компетентностного и деятельностного подходов предложены семиэтапная дидактическая модель, критериальная оценочная рубрика и алгоритм работы с условным массивом измерительных данных. Исследование носит концептуально-методический характер; эмпирическая проверка эффективности предложенной методики предусматривается на последующем этапе.