In zijn huidige functie is Van Joolingen verantwoordelijk voor het onderzoeksprogramma van het Freudental Instituut, dat zich richt op de achtergronden en de ontwikkeling van "Wetenschappelijke Geletterdheid". In zijn eigen onderzoek concentreert hij zich vooral op bèta-onderwijs aan de hand van modellen, ondersteund met creatief gereedschap. In 1993 promoveerde hij bij de vakgroep Onderwijsresearch van de Technische Universiteit Eindhoven op onderzoek naar de inzet van computersimulaties in het onderwijs. Van Joolingen studeerde Theoretische Natuurkunde aan de Universiteit Leiden.