«Обучающая система программирования КуМир»

КуМир - это русскоязычная система программирования, созданная в помощь учителям информатики.  

В полной версии КуМир - это набор образовательных миров.

Кроссплатформенную систему программирования также называют Мирами Кушниренко, в честь создателя первой версии системы.

Анатолий Георгиевич Кушниренко - советский и российский математик и специалист в области информационных технологий. Заведующий отделом учебной информатики НИИСИ РАН, автор многих учебных пособий по информатике. Кандидат физико-математических наук, доцент механико-математического факультета Московского государственного университета.

Кушниренко был одним из первых, кто вводил информатику в 1980-х годах как учебный предмет. В 1980 году он вместе с Г. В. Лебедевым создал новый курс информатики в МГУ (на основе этого курса впоследствии был создан учебник «Программирование для математиков»), основанный на оригинальных идеях. 

В 1987 году вышел второй учебник по информатике для 10-го класса средней школы, созданный коллективом авторов под руководством Кушниренко. 

С 1990 по 1997 год учебник «Основы информатики и вычислительной техники» был издан общим тиражом более 7 миллионов экземпляров.

Система КуМир (Миры Кушниренко или Комплект Учебных МИРов) является языком и системой программирования, предназначенными для поддержки начальных курсов программирования и информатики в средней и высшей школе. 

КуМир основан на методике, которая разработали под руководством академика А. Ершова во второй половине 1980-х годов. Данную методику широко использовали в средних школах СССР и продолжают использовать в России. 

В КуМире используется школьный алгоритмический язык, который придумал Андрей Ершов. Это простой алголоподобный язык с русской лексикой и встроенными командами управления программными исполнителями (Чертёжник, Робот).

Распространение учебной системы на столь мало похожие друг на друга компьютерные системы потребовало создания не только определенной дисциплины разработки, но и разработки единого интерфейса с обучаемым. После детального изучения эргономических характеристик различных компьютерных систем был придуман и стандартизован единый интерфейс. Клавиши и функционал КуМира описывались для некоторого виртуального компьютера. Эти виртуальные клавиши на виртуальной клавиатуре использовались при описании функций КуМира в документации, но имели разное расположение на различных реальных клавиатурах.

Подобный подход позволил не только иметь единый комплект документации и методических материалов, но и упрощал для ученика, учителя и методиста переход с одного школьного компьютера на другой. Другие практикумы, разрабатываемые тем же коллективом, в том числе и текстовый редактор МикроМир, имели аналогичный интерфейс. Простые практикумы (“Резчик металла” — практикум по составлению линейных программ, клавиатурный тренажер, “Стековый калькулятор”) предваряли работу учащихся с КуМиром, попутно снимая непроизводительные расходы, связанные с изучением клавиатуры и команд, так как команды во всех практикумах были идентичны.

Представление системой КуМир и сопутствующими практикумами единого интерфейса на всем ряду разнородной вычислительной техники было важной, но не единственной причиной популярности КуМира. Второй причиной была востребованность. К моменту появления Е-практикума во всех старших классах СССР преподавался так называемый безмашинный курс информатики, и параллельно в школы и педвузы стала поступать вычислительная техника. Так основной задачей КуМира была программная поддержка на школьных машинах безмашинного курса информатики. 

Третьей причиной успешности КуМира было использование уже отработанных к тому времени на мехмате МГУ идеи редактирования-компиляции и метафоры “полей программы”, дающих колоссальное повышение производительности труда обучаемого во вводном курсе программирования.

Разработанная в начале 90-х годов версия КуМира для системы MS DOS была практически лишена программных ошибок и была так близка к идеалу школьного ПО, что просуществовала в школьных классах достаточно долго (более 10 лет). 

Но с появлением оконной системы MS Windows-95, затем MS Windows-98 и т.д. запускать и эксплуатировать КуМир с каждым годом становилось всё труднее. Учебники А.Г. Кушниренко также стали менее востребованы, однако изложенный в этих учебниках школьный алгоритмической язык продолжает жить в методических материалах, в частности, в задачах ЕГЭ.

Что же касается эффективности КуМира в начальных курсах программирования, то в этом отношении ему по-прежнему нет равных.

В 1995 году КуМир был рекомендован Министерством образования РФ в качестве основного учебного материала по курсу «Основы информатики и вычислительной техники» на основе учебника А. Г. Кушниренко, Г. В. Лебедева и Р. А. Свореня.

В настоящее время разработана и развивается новая версия КуМира, использующая библиотеку Qt и работающая в операционных системах Linux и Windows. 

Постановка задачи на разработку новой версии была выполнена А. Г. Кушниренко и А. Г. Леоновым. Разработка велась группой сотрудников ФГУ ФНЦ НИИСИ под руководством М. А. Ройтберга.

КуМир используется не только для обучения.

С помощью программы можно создавать большие и довольно сложные программы.

В процессе редактирования написанной программы система автоматически выполняет проверку грамматики и отображает найденные ошибки.

В программе имеются встроенные графические исполнители, которые визуализируют требуемые действия пользователя на арене («игровом поле»).

Кроме того, существуют интерактивные инструменты (в том числе графические) для управления исполнителями.

Они позволяют в визуальном режиме демонстрировать запрограммированный алгоритм на экране.

Исполнители в среде программирования КуМир

Все исполнители могут работать в интерактивном режиме. Для каждого исполнителя существуют своя задача и свой набор команд.

Исполнитель Кузнечик

Задача Кузнечика состоит в закрашивании клеток, которые помечены специальным флажком. Кузнечик понимает следующие команды: вперед, назад, перекрасить. Расстояние должно соответствовать возможной длине прыжка, установленной в текущем задании.

Исполнитель Водолей

Водолей должен наполнить стакан определенным количеством воды. Команды для Водолея: наполни А, наполни B, наполни C, вылей А, вылей B, вылей C, перелей из A в B, перелей из A в C, перелей из B в A, перелей из B в C, перелей из C в A, перелей из C в B.

Исполнитель Черепаха

Черепахе необходимо создать рисунок на «игровом поле». Данный исполнитель может поворачиваться в любую сторону, поднимать и опускать хвост. Опущенный хвост оставляет за собой след. Черепаха понимает следующие команды: поднять хвост, опустить хвост, влево, вправо, вперед, назад.

Исполнитель Чертежник

Чертежник создан для построения чертежей и графиков. Команды: поднять перо, опустить перо, сместиться в точку, сместиться на вектор. При передвижении опущенного пера остается след – отрезок от прошлого положения пера до нового.

Исполнитель Робот

Робот – самый многозадачный исполнитель, с помощью которого можно развить реакцию и внимательность. Он играет на поле с ограничениями и имеет 17 команд, включая обратные.

Кстати, у КуМир также есть «младший брат» - система ПиктоМир.

Эта программа рассчитана на дошкольников и учащихся начальной школы.

Ребенок, который не умеет читать, может «собрать» программу из приведенных в программе пиктограмм, которая будет управлять роботом-исполнителем.

При желании «ПиктоМир» можно синхронизировать с системой «КуМир» и продолжить работу в более взрослой программе.