Un problema fundamental en el diseño de un aula es identificar qué características debería tener para optimizar el aprendizaje. Este es un problema complejo porque el aprendizaje es un constructo relacionado con varios procesos cognitivos. El objetivo de este estudio es maximizar el aprendizaje, representado por los procesos de atención, memoria y preferencia, dependiendo de seis parámetros del aula: altura, ancho, tono de color, saturación de color, temperatura de color e iluminancia. Se utilizó programación lineal entera multiobjetivo con tres funciones objetivo y 56 variables binarias para resolver este problema de optimización. Se utilizaron herramientas de realidad virtual para recopilar los datos; se utilizó un software novedoso para crear variaciones de aulas virtuales para una muestra de 112 estudiantes. Utilizando un método interactivo, se resolvieron de manera óptima más de 4700 problemas de programación lineal entera para obtener 13 soluciones eficientes al problema multiobjetivo, lo que permitió al tomador de decisiones analizar toda la información y tomar una elección final. Los resultados mostraron que lograr el mejor rendimiento en el procesamiento cognitivo implica utilizar diferentes configuraciones de aula. El uso de un enfoque interactivo multiobjetivo es interesante porque en estudios de comportamiento humano, es importante considerar el juicio de un experto para tomar decisiones.