O desempenho dos alunos brasileiros em matemática é uma questão que aflige há muito a sociedade e a comunidade científica. As políticas públicas têm tentado desenvolver ações que respondam à demanda de melhorar a aprendizagem dos estudantes. Neste contexto, a formação de professores é uma variável importante a ser considerada. A presente pesquisa tem por objetivo apresentar uma análise comparativa das competências desenvolvidas/aprimoradas pelos professores participantes de dois modelos de formação continuada para o ensino da matemática: a especialização oferecida pela Universidade Federal Fluminense (UFF), que representa o modelo dominante universitário, e a Residência Docente do Colégio Pedro II, representante de uma nova política pública de formação de professores. Os dados foram coletados em duas etapas: na primeira etapa, de natureza quantitativa, os professores responderam a um questionário fechado que identificou dados sócio-históricos e as percepções iniciais de suas competências docentes; e na segunda etapa, de natureza qualitativa, foram realizadas entrevistas com os docentes para possibilitar uma compreensão mais significativa acerca de suas competências docentes relacionadas ao planejamento e gestão do processo ensino-aprendizagem, às competências ético-crítico-reflexivas e ao estabelecimento e manutenção das relações no ambiente escolar. Os resultados diferenças e aproximações entre os dois modelos e destacaram a importância e o desafio de estabelecer uma relação teoria e prática satisfatória durante a formação dos professores; a relevância de um contexto social que possibilite a escolha da profissão por desejo e não pela demanda de profissionalização precoce; a ausência de intervenção dos professores em situações de preconceito entre os alunos; a predominância da demonstração como forma de ensinar os conteúdos da disciplina, entre outros aspectos que demonstram que há uma necessidade urgente de transcender o modelo de formação baseado apenas no ensino dos conteúdos da matemática e no uso de metodologias ativas para que os alunos os aprendam, considerando a importância de desenvolver competências que integrem as relações pessoais e sociais nas aulas de matemática.