Haar onderzoek naar leren en instructie is met name gericht op het leren van voorbeelden; multimedia leren; en (het trainen van) zelfregulatie, reflectie en kritisch denken. Dit onderzoek wordt uitgevoerd op alle niveaus van onderwijs en bij artsen (in opleiding). Tamara maakt in haar onderzoek regelmatig gebruik van eye tracking en heeft innovatieve technieken onderzocht waarin eye tracking gebruikt wordt om leerprocessen zowel te bestuderen als te bevorderen. Tamara is NWO Rubicon (2007), Veni (2008), Vidi (2012) en Vici (2021) laureaat. Ze had de eer om benoemd te worden als lid van De Jonge Akademie van de KNAW van 2010-2015, waar zij co-chair was van het Tracé Wetenschap en Maatschappij van april 2012 – augustus 2014 en heeft bijgedragen aan de ontwikkeling en disseminatie van het Wetenschapsspel ‘Expeditie Moendoes’ voor leerlingen in de bovenbouw van het PO en de onderbouw van het VO (maar evengoed geschikt voor nieuwsgierige volwassenen!), ontwikkeld in het kader van De Jonge Akademie on Wheels. Tamara was lid van de Programmaraad voor het fundamenteel Onderwijsonderzoek (PROO) (2013-2017) en van de stuurgroep (2017-2020) van het Nationaal Regieorgaan Onderwijsonderzoek (NRO).