合作学习能有效提升学生团队协作能力以及营造良好的学习氛围。分组作为在合作学习中比较重要的一环,直接影响到合作学习的效果。然而研究发现,目前大多教师喜欢采用随机分组的方式,没有考虑到每个学生的参与度和知识结构方面差异,导致分组学习效果不佳,深入开展面向合作学习的分组方法研究就成为亟待解决的课题。本文在梳理了国内外相关文献的基础上,以多目标优化理论和合作学习理论为指导,给出了一种面向合作学习的多目标分组方法。首先,是多目标分组数据的准备,主要是学生知识状态的诊断和学生参与度数据的获取,根据认知诊断的规则空间模型方法对学生的知识状态进行诊断,以掌握每个学生的知识结构,诊断测试结束后,教师收集课堂参与度数据,并在CDPTSS教学测试系统内收集学生在线参与度数据,然后根据本课程教学中学生参与度的评价方法进行相关数据分析。其次,是进行多目标分组方法研究,由于完成分组需要满足以上知识结构和学生参与度两个目标,因此本研究应用了多目标优化方法中的分层序列法来进行分组。将单目标1-生成知识状态的拓扑排序,进行一个按知识掌握全面程度的线性拓扑序列,将单目标2-学生参与度类型在学生线性拓扑序列的基础上按统计结果进行排序。继而在单目标1的基础上得出单目标2最优的分组的结果。最后,根据该分组方法设计了一个面向合作学习的应用流程,主要包含课前导学、课中分组合作探究、课后多元评价与补救三部分。为了检验多目标分组方法在合作学习教学应用的效果,本研究根据以上设计的教学应用流程进行了一次教学实践,并将其学习成绩及调查问卷数据进行收集分析。本研究运用多目标分组方法开展了基于合作学习模式的教学应用,运用初中信息技术课程《Scratch编程世界》开展教学实践,对学生学习成绩和调查问卷数据进行收集,并从学习成绩,学习效率,学习兴趣三个部分进行相关分析,实践结果表明:该方法提高了组内成员的知识结构和成员参与度上的优势互补,提高了小组成员学习的积极性和问题的解决率,改善了学生的学习效果。