El presente proyecto de tesis doctoral versa sobre un análisis de los componentes que conforman los modelos mentales de los docentes del área de matemáticas en el nivel medio superior y su relación con la práctica docente en el contexto de una institución educativa. La importancia radica en la necesidad de comprender con una visión holística como se interrelacionan los tres componentes fundamentales de dichos modelos, las estrategias de enseñanza, los estilos de pensamiento y las creencias de los docentes. Esta investigación se fundamenta con la teoría de la psicología cognitiva para dar explicación a los estilos de pensamiento, la sociología que explica a las creencias epistemológicas y matemáticas, finalmente la pedagogía de la enseñanza de las matemáticas que explica las estrategias. En la investigación se profundiza en el concepto de modelos mentales presentando la polisemia del término y la utilidad del mismo en la investigación que se propone, de igual manera se muestra la información referente a creencias, estilos de pensamiento y estrategias de enseñanza.