Arduino在高職教育教學中的應用探索

摘 要：針對目前高職中單片機及相關課程的學習狀況，可以將Arduino納入學生培養體系中，以此來激發學生學習專業課程的興趣，培養其實踐動手能力、團隊合作能力和創新能力等，從而為培養高質量高層次應用型人才提供有力的保障。

關鍵詞：Arduino；自動化；嵌入式；創新能力

高職院校的工科專業，一般都會將單片機作為一門專業基礎課或專業課來學習，而單片機本身實踐性較強，學習內容比較枯燥，不易上手，雖然經過多輪改革，單片機教學效果仍不盡如人意，一方面很多學校培養的相關專業學生不能滿足用人單位的要求，另一方面用人單位又很難招到滿意的應用型人才，極大地浪費了教學資源。導致這個結果的原因主要有以下兩個方面：一是單片機課程本身的特殊性，二是學生興趣薄弱。針對這種情況，建議在高職院校大一就引入Arduino課程，以培養學生對專業的興趣，

增強學生對開發項目和制作各種創意裝置的信心。

一、什么是Arduino

Arduino是意大利生產的基于單片機的開放源碼的計算機平臺，包括硬件模塊和自主開發的軟件編程環境，可以在PC/Mac/Linux上進行，通過USB把編譯好的代碼收錄到單片機上運行。Arduino的版本有很多種，但相互之間都是兼容的。區別在于主控芯片和周邊芯片的變化上。目前主控芯片有AVR單片機，也有包括ARM芯片在內的嵌入式芯片。

學習Arduino只需對單片機的原理作簡單的了解，更側重單片機的應用。其軟硬件全部是開源的，開發環境類似于JAVA或C語言，使用起來比較容易上手，用戶可以在此基礎上進行修改，編寫相關程序，以達到控制的目的。目前有廠家生產控制器外圍開發板配件，如鐵架、顯示屏、輪子等，所以用戶只需花主要精力在設計產品的行為上，通過購買或自主設計，組裝，編程等，可以做出各種裝置，只要想象力足夠豐富，可以做出你想象的任何模型或玩具等，極大地激發了學生的學習興趣。

二、為什么要引入Arduino

目前很多高職院校的學生學習了單片機課程后，真正從事單片機設計或研究的較少，究其原因，是因為單片機技術本身比較枯燥，學生掌握起來較難，興趣度不高。而Arduino具有較強的易用性，只要學生稍微用心，不論基礎如何，拿到Arduino之后很快就能成功運行第一個簡單的程序，從而激發了學習興趣。而且Arduino成本較低，幾百元就可以完成自己想要的制作，對于經費較少的高職院校和學生個體來說容易滿足。

三、如何引入Arduino

Arduino可以開設在大一下學期，因為大一上學期學生已經接觸過C語言，有了C語言的基礎，為學生接觸Arduino打下了良好的基礎。我們學校在課余時間成立了Arduino制作興趣小組，組員由大學一年級的工科學生中選拔，只需同學們學過C語言或其他計算機語言，就非常容易進入Arduino的世界，經過近一年的實施，同學們熱情很高，興趣很濃，為后期的相關專業課程的學習打下了堅實的基礎。

四、學習Arduino的資料

Arduino在歐美等發達國家較流行，我國目前也有許多工程師或發燒友，他們將許多英文網站上的知識翻譯成中文，制作了很多實際應用案例，這些案例涉及面很廣，如Arduino實現自動澆水、智能割車機器人、智能避障小車、無線兒童玩具、五子棋機器人、智能垃圾桶、藍牙遙控小車等，為學生學習和交流提供了較好的平臺。

通過在大學一年級第二學期引入Arduino課程，結合數字電路、模擬電路、傳感器、控制裝置等，讓學生大學開始就接觸到實際工程應用，大大地調動了學生學習后續課程的興趣，由于Arduino的開發就是基于單片機的開發，對學生后續課程，如單片機、ARM、智能車等課程的學習打下了良好的基礎，并為學生提供了一個很好的創新創意平臺，極大地豐富了同學們的課余生活，激發了同學們的學習興趣。

參考文獻：

[1]施智雄.Arduino在大學工科教學中應用探索[J].西昌學院學報，2012.

[2]凱文·布里斯.Arduino開源硬件[J].科技創業，2011.

[3]岳亞杰，李榮慶，車楠，等.Arduino競賽模式下學生創新能力的培養[J].北方經貿，2013.

（作者單位 無錫科技職業學院）

編輯 喬彥鵬