角色分配是推动协作学习有效性发生的重要策略。然而目前在进行角色分配时,大多采用由教师指定或学生自由选择的方式,导致无法深入了解学生的角色特征,难以进行最优化的人员搭配。从而阻碍了协作学习小组的深度交互、知识的建构以及任务目标达成。如何依据学生的角色特征和其所在协作学习小组的整体情况进行科学合理的角色分配,成为当前小组协作学习中亟待解决的重要课题。为此,本文通过分析目前协作学习中与角色分配有关的研究,以团队角色理论、群体动力学理论、最优化理论等相关的理论作为指导,以差分进化算法作为技术支撑,提出一种基于差分进化算法的协作学习小组角色分配模型。该模型在对学生根据知识结构和学习风格异质分组的基础上,测量并收集代表每位学生在小组内的行为、贡献以及人际互动倾向性的相关数据,在制定角色分配规则及角色方案优劣判定标准的前提下,借助善于求解多目标优化问题的差分进化算法,结合不同小组的实际情况,为每个协作学习小组提供最有利于其整体角色特征发挥的角色分配方案,以进一步促进协作学习小组的交互深度,优化协作学习效果。为验证该模型的有效性,将其应用于有协作学习需求的课堂教学中,开展了为期九周的教学实践。以探究该角色分配模型对协作学习效果的影响。研究结果表明:该角色分配模型提供的角色分配方案能促使学生在讨论过程中更加聚焦于主题,激发深层次的知识建构,并能有效提升学习者绩效。学生对该角色分配模型表现出较高的满意度,教师也表示运用该角色分配模型在很大程度上减轻了自己的工作量,使自己能够更加专注于教学,课堂协作气氛也更加活跃。后续研究将进一步完善角色分配指标体系,实现更加精准的最优化角色分配。