La investigación internacional ha señalado la importancia de integrar el modelado matemático y los procesos de investigación en la enseñanza y aprendizaje de las matemáticas. Este artículo tiene como objetivo presentar un modelo integrador que permita analizar las características que comparten los procesos de investigación y modelado en el mismo modelo con el fin de utilizarlos al diseñar e implementar secuencias de enseñanza interdisciplinarias. Después de presentar una síntesis de la revisión de la literatura, se introducirá nuestro enfoque teórico sobre la investigación y el modelado para el análisis de una secuencia de enseñanza interdisciplinaria. Nos enfocamos aquí en el caso de una situación de investigación en un contexto arqueológico donde las matemáticas y la historia están interrelacionadas. Se implementó a nivel de escuela secundaria con estudiantes de 13-14 años. Utilizamos este estudio de caso particular para analizar la aparición de ambos procesos, con el fin de buscar coincidencias, concatenaciones y sinergias. El principal resultado es un modelo integrador para el análisis conjunto de ambos procesos.