合作学习是以异质性合作小组为基本组织形式,以小组成绩为奖励标准,科学合理地利用师生、生生的的互动实现共同促进,共同达成学习目标的一种教学活动。它是顺应时代发展的理念,是新课程改革倡导的学习方式,是实现高效课堂的有效途径之一。合作学习作为当代教育改革最成功的典范之一,在国外已成为一种主流的教学模式,被许多学者推崇并应用,且实效显著。但合作学习在我国的课堂实施过程中,由于教师因素、学生因素和环境因素的影响,导致其效果不佳,流于形式且效率低下。本论文通过文献研究法分析了国内外合作学习研究概况及发展趋势,进行了与合作学习相关的理论综述,为在教学中应用合作学习奠定了理论依据。与此同时,在分析影响合作学习有效性因素的基础上,找到实现有效合作学习的途径和提高合作学习效率的手段,并根据高中生物的不同课型,设计出三种不同的合作学习模式:“学案导学-自主-合作”模式、“建构-合作”模式、“探究-合作”模式,将其依次应用于高中生物新授课、复习课、探究性实验课中。运用为时一学期的教育实验研究法后,对实验班和对照班的实际教学效果加以分析,并得出结论:第一,合作学习提高了学生的成绩。第二,合作学习可以提高学生的学习兴趣。第三,合作学习可以提高学生的自主学习能力。第四,合作学习有利于提升团队合作意识。并总结出人教版高一生物教材中适合应用合作学习模式的课程。