Lehr-Lern-Labore bieten Lehramtsstudierenden die Möglichkeit, in komplexitätsreduzierten Lernumgebungen und in direkten Interaktionen mit Schülerinnen und Schülern auf sehr effektive Weise professionelle Handlungskompetenzen zu erwerben. Im Lehr-Lern-Labor „Mathe für kleine Asse“ erleben die Studierenden darüber hinaus einen Raum des gemeinsamen entdeckenden Lernens von kleinen „Mathe-Assen“ und qualifizieren sich im Erkennen und individuellen Fördern mathematisch begabter Kinder im Kontext von Heterogenität. In einem durch die Deutsche Telekom Stiftung unterstützten Promotionsvorhaben wurde zunächst, das Konzept „Lehr-Lern-Labor“ aus theoretisch-analytischer als auch empirisch-konstruktiver Perspektive gekennzeichnet und wesentliche Merkmale dieser Organisationsform in der Lehramtsausbildung bestimmt. Darauf aufbauend wurde in einem Mixed-Methods-Design das Lehr-Lern-Labor „Mathe für kleine Asse“ hinsichtlich möglicher Effekte der Teilnahme auf die professionellen Kompetenzen der Studierenden evaluiert. Dabei konnten positive Effekte auf die Selbstwirksamkeitserwartungen und Überzeugungen der Studierenden sowie auf die für einen Umgang mit Heterogenität wesentlichen Kompetenzbereiche aufgezeigt werden. Die Befragung der ehemals am Lehr-Lern-Labor teilnehmeden Studierenden bestätigte darüber hinaus die Nachhaltigkeit dieser Effekte im Hinblick auf die weitere berufliche Entwicklung. Demgemäß kann die Dissertation wertvolle Erkenntnisse zur Kennzeichnung des Konstrukts „Lehr-Lern-Labor“ sowie zu dessen besonderen Potenzialen, unter anderm für die Professionalisierung von Lehramtsstudierenden liefern.