王坤

摘要 将成熟的Arduino开源平台引入高职院校，辅助电类专业课教学，并向交叉非电类专业推广，改善课堂学生的学习效率，提高探索的创新精神和善于解决问题的实践能力，论述了Arduino开源平台引入高职院校的意义，Arduino平台的特点以及如何在电类专业和非电类专业开展教学。

[关键词]Arduino 开源平台 高职院校 实践教学

1 将Arduino平台引入高职院校的意义

1.1 改善专业课的授课效果

单片机课程无论是硬件设计还是软件编程，对于高职院校的学生来说都是一件难事，根据课堂教学统计，仅有5%的学生能按照自己的思路逻辑来安装硬件电路编写软件程序，80%的同学能按照书中的步骤，按部就班的操作，而另15%的同学则认为太难，甚至放弃学习。而传感器课程则因为缺少对应的实验课而枯燥难以理解和应用。Arduino平台易学易用，降低了学习门槛，增加学生的学习信心，大大提升学习的积极性，同时也可以弥补实践教学中创新力度不够的问题，提升授课效果。

1.2 提高学生本专业就业率

高职院校中，对电类专业学生就业调查80%以上的同学都没有从事本专业工作，问题就在于在校阶段没有掌握基本专业技能，或者被专业技能的“难度”吓倒，不愿意从事本专业工作，那么降低学习难度，增强学生动手能力，增加学生自信，对于学生毕业后找本专业工作有很大帮助。

1.3 将电子设计向电类与非電类专业全面推广，提高学生创新能力

根据Arduino平台的特点，通过它编写程序变得简单，因为它是一个开放软件代码的平台，全世界的使用者把自己的代码都放在网络上共享，只要找到类似的项目，下载后修改、调试就可以实现自己的项目，因此，对于电类和非电类学生都能接受并使用，他们可以把更多的精力放在设计创新上，找到更多更好的方案进行实际应用工程的设计。

1.4 降低实训成本向贫困地区推广

搭建一个最基础的Arduino硬件，花费十分便宜，大约160元人民币左右，相比起成千上万的实训台或者实验箱来说真的是九牛一毛，对于教育资金短缺的地区是非常合适的，可以用最低的教育成本获得相对较高的教育成果。

2 Arduino的特点

在设计中边讨论边动手做出原型的理念日渐盛行的趋势下，由于Arduino开源平台的易用性和扩展性强，它的出现使得电子设计变得更快、更好、更简单。

它与传统的51单片机相比，有以下几个特点：

（1）它的硬件（各种型号的Arduino板）构造很简单，简单到几乎每个人都可以使用，把传感器接入Arduino的输入端口就像把USB插入电脑一样顺手。

（2）它的软件（Arduino开发环境），Arduino IDE是Arduino官方提供的开发环境，支持windows、Mac OS、linux等系统。开发者仅需要掌握少数几个C语言指令便可根据项目要求编写简单的程序，这大大降低了单片机开发对语言的要求。

（3）它的开源理念。Arduino具有丰富的外围模块、容易掌握的开发语言和环境，大量的库支持，初学者完全可以在网上搜索样例，在其基础上修改或者参考，这都是其它单片机产品所没有的便利条件。

3 在高职院校创新模式

3.1 电类专业的创新教学模式

对于电类专业学生来讲，单片机、传感器技术、电机传动等是相关专业都有所涉及的课程，单片机课程采用Arduino平台，像搭积木一样把硬件完成，使用简单的语句就能看到实验现象，可以大大激起学生的学习兴趣。而对于单片机教学内容，完全可以避开单片机枯燥的内部结构，学生动手操作也比传统的单片机实验箱的硬件接口简单，容易上手。对于传感器技术专业课，可以依据平台设计自动浇花、超声测距、人体感应灯、温湿度仪等实验模块来学习温湿度检测、红外检测、超声波等传感器，通过直观的实验现象增强授课的生动性、趣味性。类似电机传动课堂，可做PWM调光设置，步进电机和伺服电机的控制，在实验演示中讲授系统的机构、原理。

3.2 非电类专业的创新教学模式

对于非电类专业，例如机械、汽车等专业，都与电类专业有交叉，在专业课中设计电类专业的知识，又有些同学对一些电子设计感兴趣，可在高职院校中设置Arduino开发考查课，面向全校学生，为那些对电子设计感兴趣的非电类专业学生提供学习平台。

课程内容设计深入浅出，可增加汽车维修专业中涉及的点火电路、左右转向灯、汽车音箱等电路设计，也要加入与机械设计专业相关的三轴工作台、打印机、机械臂等内容都可应用到教学中，将技术通过学习转化为应用为应用实践，从知识点到组装调试，摆脱枯燥的理论知识学习，增强学生对常用电子测量工具、常用电子器件的使用。

课外围绕Arduino组织科技创新竞赛，围绕专业知识点，以科技竞赛为引导，通过创新活动得到进一步的综合应用，通过竞赛可以增强学生的荣誉感，亦可以吸引更多的学生来学习电子设计。

4 结束语

分析了Arduino开源平台相比传统单片机平台在电类专业和非电类专业教学中的优势，根据Arduino平台的特点，提出了在教学实践中的应用模式，在此平台的基础上有助于激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力，创新精神等。

参考文献

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[2]戈惠梅，徐晓慧，顾志华，张金龙，基于Arduino的智能小车避障系统的设计[J]，现代电子技术，2014 （11）：118 -120.

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