חלימה שרקיה היא בוגרת דוקטורט, וכן בוגרת מאסטר (בהצטיינות יתרה, summa cum laude) בהנחיית פרופ’ח זהבית כהן. עבודת התזה שלה עסקה בהשפעת מודל הכיתה ההפוכה (Flipped Classroom) בחינוך מתמטי על ההבנה המושגית והמוטיבציה של תלמידי תיכון ערבים בישראל. מחקר הדוקטורט שלה התמקד בבחינת שילובם של קורסי MOOC היברידיים (H-MOOCs) במתמטיקה בחטיבה העליונה, והתבסס על מחקר דו־שלבי: בשלב הראשון נבחנה היתכנות היישום של קורס Simply Math H-MOOC (בהוראת ד״ר אביב צנזור, חבר סגל בפקולטה למתמטיקה בטכניון) בכיתות על-יסודי, ובשלב השני הודגמה הופעתם של הרגלי חשיבה מתמטיים (Mathematical Habits of Mind) הן בסביבה המקוונת והן בסביבה הכיתתית של הקורס ההיברידי. חלימה עובדת כמורה לפיזיקה ולמתמטיקה, והיא בעלת תואר ראשון (B.Sc.) בפיזיקה מהאוניברסיטה העברית בירושלים.