Este trabalho apresenta um relato de experiência de uma licencianda em Matemática na participação do Programa de Iniciação Científica Jr. da Olimpíada Brasileira de Matemática (PIC-OBMEP) em dois momentos, nas funções de monitora, como bolsista do programa de extensão do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo - IFSP Câmpus Caraguatatuba (IFSP-CAR) e professora orientadora, como bolsista do Instituto de Matemática Pura e Aplicada (IMPA). O PIC-OBMEP direciona-se aos estudantes de escolas públicas que foram premiados na OBMEP, oferecendo aulas aos sábados fundamentadas na metodologia de ensino de resolução de problemas, priorizando a escrita matemática. Na primeira participação no PIC-OBMEP, atuando como monitora, destacamos as seguintes funções exercidas: estudo e auxílio ao professor orientador na preparação do material, contribuindo com sugestões acerca da abordagem do conteúdo e apoiando os alunos durante as aulas. Esta experiência proporcionou uma importante interação da licencianda com um professor da rede pública municipal, que atuava no programa como professor orientador. A segunda participação do projeto decorreu no papel de professora orientadora, onde pode-se destacar a importância e o impacto positivo da experiência inicial, que proporcionou o início da prática docente de maneira gradual. Para a construção do trabalho, foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre as relações entre teoria e prática, com destaque para a importância da prática como parte do processo de formação inicial docente. Nesse sentido, o PIC-OBMEP oferece um espaço de integração entre formação acadêmica e vivência profissional, por meio do qual a licencianda pôde relacionar os aspectos teóricos estudados no curso de Licenciatura com a prática da sala de aula. Ademais, apresenta-se uma análise dos efeitos dessa experiência na formação inicial docente, à luz da literatura pesquisada, confirmando que a experiência prática, aliada à reflexão teórica, favorece a construção de saberes pedagógicos e o desenvolvimento profissional.