Современное общество стремительно развивается. Характер происходящих изменений обусловлен, прежде всего, стремительной информатизацией всей жизни общества. Научно-технический и информационный прогресс XX и XXI века привел к смене индустриального общества информационным. И изменения продолжаются – ведущие эксперты прогнозируют в течение ближайшего 10-летия переход к так называемому Smart обществу. Быстрые ритмы нашей жизни диктуют свои условия успешности отдельных людей.

Человек должен уметь

• оптимизировать свою деятельность и окружающие процессы по разным факторам, например, по затратам времени на учебу или работу;
• минимизировать затраты транспортных перемещений;
• решать задачи  оптимизации процесса управления от небольшой группы одноклассников при выполнении учебного проекта до  управления предприятием;
• и т.д.

При решении таких задач происходит формирование научного мышления, видения ситуации в целом, развитие познавательного интереса, способности выходить из кризисных ситуаций с  наименьшими потерями. Ценность сотрудника, обладающими такими качествами очевидна для общества.

Основы решения задач оптимизации с помощью компьютерных технологий возможно преподавать на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики, так как для решения таких задач нужна хорошая математическая подготовка. Смежными темами являются: работа в табличном процессоре (Excel);  теория графов; алгоритмизация; составление программ на языке программирования (Pascal); моделирование. Поскольку охват тем очень широкий, то целесообразной будет разработка решения даже одной такой задачи в виде проекта.

При исследовании темы «Задачи оптимизации и компьютерные технологии» можно выделить несколько этапов.

Первый этап. Изучение теоретических основ. Сюда входит понятие о задачах оптимизации и необходимости решения таких задач в современной жизни. Приводятся примеры задач.

В различных ситуациях наилучшими могут быть совершенно разные решения. Здесь все зависит от выбранного или заданного критерия.

Например, из одного города в другой добраться на машине за 50 минут или же часть пути проехать  на электричке, а потом пересесть на автобус и затратить при этом всего 30 минут. Очевидно, второе решение будит лучшим, если требуется попасть в конечный пункт за минимальное время, т.е. оно лучше по критерию минимизации времени. По другому критерию (например, минимизации стоимости или минимизации числа пересадок) лучшим является первое решение. Таким образом, для решения задач важно проанализировать количественные параметры – минимум затрат, минимум отклонений от нормы, максимум скорости, прибыли и т.д.  

Следующий этап – изучение общего плана решения задач оптимизации. Вводится понятие целевой функции, допустимых решений, системы ограничений.

Общий план решения задач:

• изучение объекта. Требуется определить параметры, необходимые для решения;
• описательное моделирование – установление основных связей и зависимостей параметров;
• математическое моделирование;
• выбор или создание метода решения задачи;
• компьютерная реализация решения;
• анализ полученного решения.

Рассматривается одна из задач на уровне математической модели – теоретическая основа к практическому решению на компьютере. Затем происходит выбор практического метода и воплощение его. После получения результата необходимо проанализировать его, рассмотреть разные варианты оптимизации процесса по готовому алгоритму при изменении исходных данных.

Третий этап. Теоретическая и практическая реализация решения какой-либо задачи оптимизации с использованием ИКТ. Может быть применима любая доступная компьютерная технология.

Например, в решаемых на Excel задачах используется надстройка «Поиск решения», для реализации решения в Pascal – составляется алгоритм для перевода математической модели на язык программирования.

В заключении хочется отметить, что умение решать оптимизационные задачи необходимо современному человеку. Этому действию, конечно, надо обучать. Хорошим вариантом было бы введение в школе целого проектного курса «Решение задач оптимизации с использованием компьютерных технологий». Промежуточным является факультативный курс, но, к сожалению, это курс по выбору и не все ученики получают необходимые универсальные учебные действия (УУД) решения подобных задач. Если брать существующий вариант обучения, без возможности введения подобного курса, то лучше всего для одноименной темы подходит образовательная область «Математика и информатика». При разделении преподавания темы по предметам, на уроках математики можно создавать математические модели, а на уроках информатики практически воплощать алгоритмы решения этих задач, используя информационные компьютерные технологии. УУД, полученные учащимися в ходе изучения данной темы, помогут им стать успешными людьми нового общества.