Auf Grund seiner Bezeichnung sind die Forschungsaktivitäten des Lehrstuhls vornehmlich Fragen des Mathematikunterrichtes an allgemeinbildenden Schulen gewidmet. Dabei werden alle Jahrgangsstufen und Schultypen berücksichtigt, sowie Fragen der sozialen Einordnung der Mathematik, insbesondere das Verhältnis von Mädchen zur Mathematik. Im Bereich des gymnasialen Unterrichts geht es vor allem um die Geometrie der Mittelstufe und den Aufbau des Zahlensystems, aber auch um Stochastik und Lineare Geometrie in der Kollegstufe. Bei den Arbeiten zur Didaktik der Mathematik in Grund- und Hauptschule stehen Begriffsbildungsprozesse im Vordergrund. In einem vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie geförderten Projekt ,,Geometrisches Lehrmaterial für hochbegabte Grundschulkinder`` wird unter Leitung von Prof. Dr. Kurt A. Heller mit dem Institut für Pädgogische Psychologie und Pädagogik und der Deutschen Gesellschaft für das hochbegabte Kind e.V. zusammengearbeitet.
Der von der Gesellschaft geforderten Einbringung fächerübergreifender Aspekte in den Schulunterricht wird durch die Einbeziehung historischer Untersuchungen Rechnung getragen.
Um den Zusammenhang mit der Mathematik als Fachwissenschaft nicht zu verlieren, werden auch Fragen der reinen Mathematik behandelt, die schwerpunktmäßig in den Bereichen Geometrie (Grundlagen der Geometrie und Elementargeometrie) und algebraische Topologie (simpliziale Mengen und klassifizierende Räume) angesiedelt sind. In dieses Gebiet fällt die Diplomarbeit [8], die auf der Studentenkonferenz Mathematik '96 in Jena mit einem Hauptpreis ausgezeichnet wurde.