La Educación Matemática en los niveles de Básica Secundaria y Media en Colombia requiere desarrollar un sustento epistémico en los campos disciplinares de la pedagogía y la didáctica para afianzar el quehacer docente en las aulas de clase. En esta investigación se evaluó un programa educativo diseñado para fortalecer el conocimiento didáctico-matemático de los profesores en modelación matemática con el uso de las TIC. Este programa fue confeccionado a partir de las dimensiones que configuran el mapa de conocimientos del profesor de matemáticas, propuestas en el Enfoque Ontosemiótico del Conocimiento y la Instrucción matemáticos (EOS). Además, desde una perspectiva crítica, el diseño, la implementación y la evaluación de tareas de modelación ampliaron la visión del ambiente escolar, más allá de un simple entorno de intercambio de información y desarrollo cognitivo. Esta perspectiva concibió ese espacio de interacción como un contexto sociocultural, en el cual, mediante el uso de la Tecnología disponible, se pueden analizar aspectos del conocimiento matemático y sus implicaciones en la vida social y política de los estudiantes. Desde la configuración ontológica, el objeto de estudio se enfocó en la transformación de la práctica educativa de los docentes en relación con la enseñanza mediante la modelación matemática y el uso de las TIC. Los resultados de este estudio permitieron promover la enseñanza de las matemáticas a través de la modelación con el uso de las TIC, asumiendo como fundamento epistemológico la perspectiva de la Educación Matemática Crítica (EMC).