Откройте GL ES on Android: как использовать gluUnProject?

Ваш код кажется идеальным. Я скопировал ваш код на мою машину, и он работает так, как вы ожидаете. Если это не работает на вашем компьютере, попробуйте создать функцию ToolCtrl внутри области действия директивы. (Я предполагаю, что название вашего приложения - angularApp);

Примерно так:

angularApp.directive('toolDir', function(){

  function ToolCtrl(){
    var vtc = this;
    vtc.selectedItem = [{key1:'value1'},{key2:'value2'}];
  }

  return {
      restrict: 'EA',
      transclude: true,  
      controller:ToolCtrl,
      controllerAs: '$ctrl',
      scope: {
          selectedItem: '=',
      },
      link: function (scope, element, attrs, ctrl, transclude) {
          var selectedItem = scope.selectedItem;
          transclude(scope, function (clone) {
              element.append(clone);
          });
      }
      }
});

Надеюсь, это поможет!