Попробуйте купить чистый AVR контроллер и шить его используя Arduino as ISP (загуглите по этому же запросу). Смотрите datasheet на конкретный проц и пытаетесь запустить его, включить, например, таймер или приёмо-передатчик и передать\получить байт данных. Для понимания в общем, можно писать проги на Си, когда разберетесь в общем, как работает МК и как взаимодействует с переферией, тогда, если останется желание, можете и в асемблер "зарыться".

Начинайте с Ардуино, если есть. Ничего страшного в этом нет. Я сам когда-то с него начинал, ныне работаю инженером-разработчиком и не считаю, что опыт Ардуино был ущербным. Главное не начать строить на Ардуино серьёзное железо. У Ардуино есть большой плюс для начинающих - можно пощупать и попробовать многие вещи, чтоб понять действительно ли это вам интересно. А потом когда поймете что на этом уровне ваш интерес угасает - пойти глубже, и, например, отказавшись от среды Ардуино, программировать ту же плату "напрямую" - без библиотек и оберток, используя регистры контроллера. После этого у вас не будет сложностей с переездом на другое семейство МК, т.к. вы уже будете иметь представление что и как это устроено в общих чертах, что искать и куда копать у других МК. А далее углубляясь и улучшая навыки в смежных областях: схемотехника, физика и прочие инженерные навыки - будете развиваться.

П.с. Также Ардуино иногда может быть полезно, когда надо быстро сделать какую-то единичную экспериментальную железку или замакетировать что-либо по-быстрому.

Математика учит мыслить. Ставить задачу, анализировать возможные решения, комбинировать различные функции\действия\операции, для получения результата, абстрактно мыслить. Это, блин, школа жизни. :) Основная цель преподавания математики - научить мыслить и анализировать. Ну не нравятся цифры? ну замените баранами, считайте баранов. И программирование тут не причём, как бы. Математику надо всем изучать, но в разной степени углубления.

А далее, в зависимости от планов на жизнь - думать как эти знания применить. Программист учится алгоритмы делать и прочее, бухгалтер дебет с кредитом сводить. Математика - нечто фундаментальное. Хотя может и для программистов её слишком много дают, но мне кажется, что скорее дают не правильно, что студенты не понимают, зачем им это надо? И учат математику ради решения математических задач, ради оценок. И никто не знает зачем, ни препод, ни студент.