基于VR技術的高爾夫球運動虛擬仿真教學實踐模式研究

齊珂露

中圖分類號：G849.3 ? 文獻標識：A ? ? 文章編號：1009-9328（2022）01-158-02

摘 ?要 ?將VR技術應用于高爾夫球運動教學是目前較為普遍的高爾夫球教學方法。本文基于高爾夫球模擬器與實際教學相結合，采用文獻資料法、內容分析法、觀察法等研究方法，探究VR技術在高爾夫教學領域的成效與問題，并深入剖析虛擬現實技術與體育教學相結合的價值所在，提出相關建議指導于學校高爾夫球教學實踐，以期為體育與新技術發展在理論上提供可行建議。

關鍵詞 ?虛擬仿真 ?高爾夫教學 ?VR技術

隨著現代科學技術快速發展，虛擬仿真（Virtual Reality）技術已被視為一項引領未來發展的科學技術，目前其已廣泛運用于醫療、軍事、工業、教育、娛樂等領域。VR技術通過計算機系統構建出來的虛擬世界可以再現現實世界，體驗者可借助視、聽、觸覺等多種傳感系統與虛擬世界進行自然交互，獲得身臨其境的效果。此項技術已運用于高爾夫運動項目教學之中，解決了現實中諸多實際問題。本文通過對現有高爾夫球仿真技術應用現狀進行研究，探索高爾夫虛擬仿真技術應用于教學實踐中的可能性，為VR技術與高爾夫球課堂教學深度融合提供理論參考和實踐依據。

一、當前高爾夫球實景教學遇到的現實困境

一個標準的高爾夫球場有18個洞，球場內設置有發球臺、球道、果嶺以及長草、沙坑、水塘等障礙區，占地面積約2000畝，其建設還受到政策、經濟以及地形、土壤、水源等的影響，建造成本極高。因此，在校園內建設一個標準球場具有不現實性;在商業性球場進行長期教學實踐由于費用昂貴、交通不便等因素而具有不可能性。

部分場地充足的高校會選擇建設高爾夫練習場，占地面積約50～100畝，周圍配有果嶺區和沙坑區供學生練習。但仍有大部分學校由于經費、場地供不應求等原因無法建設練習場。同時，高爾夫練習場的場地、場景單一化也影響著教學實踐的開展，在學生掌握基本的高爾夫球技能后，練習場無法滿足學生在技能提高練習中場地多樣、障礙多重、挑戰多變的需求，大大降低了后期學習效果，技能水平提高效果不顯著。

打擊靶布教學占地面積最小，在初期教學中可用度較高，初學者可以進行簡單的擊球、揮桿練習，但其功能結構單一，打擊墊與打擊布的近距離范圍大大限制了球的飛行，學生在學習過程中僅能練習基礎動作，無法看見球的飛行彈道和飛行距離，使后期教學實踐陷入困境。

二、VR技術發展現狀為高爾夫球教學發展提供可能性

（一）VR技術發展現狀

20世紀80年代美國就提出了VR的概念，隨著計算機技術的高速發展，現在世界對VR技術的研究更為普遍、迅速。VR技術現已用于諸多領域。在軍事領域的研究一直是推動虛擬現實技術發展的原動力，目前依然是VR技術的主要應用領域[1]。

在娛樂領域，VR技術迅猛發展，有數據顯示，目前國內VR線下體驗館數量已經超過3萬家。高爾夫球VR游戲方面，有名的Oculus Quest（Meta平臺的一款VR頭盔）已經推出兩款游戲供大眾娛樂——《Cloudlands2》《Putt By Topgolf》。

在教育領域，VR技術的應用為教育發展提供了一個質的飛躍。體育學科領域，高爾夫球運動由于場地問題，高爾夫虛擬仿真模擬器成為了較為典型的“VR+教育”的運用。

（二）高爾夫球仿真模擬技術發展現狀

高爾夫球仿真模擬技術又稱“高爾夫模擬器”，是利用計算機三維圖像處理模擬技術和高速運動物體測量技術，通過高清晰度投影，在屏幕上1：1復原仿真國際高爾夫球場場景和高爾夫球飛行場景的虛擬系統[2]。高爾夫球的飛行監測需要借助于虛擬系統的感應器來實現。根據幕布顯示屏可以將其分為單屏模擬高爾夫系統、寬屏模擬高爾夫系統、環屏模擬高爾夫系統和立體模擬高爾夫系統。此類設備占地面積小，且室內場地面積較充足的情況下還可以附加果嶺推桿區、休息區等設施。

目前一些社會認可度較高、走在行業研發前列的品牌公司，如衡泰信設計的室內高爾夫模擬器有自帶的動感平臺，擊球者站立的打擊位會隨著坡度變動，人高球低，球高人低;模擬果嶺推桿時，在一定近距離范圍內會出現真實的與仿真參數信息中對應距離的球洞，球洞前的坡度也會隨著參數中果嶺的坡度變動;可以進行遠程對戰，線上青少年考級等。

三、虛擬仿真教學模式在教學實踐中的實際意義

1.解決場地配置問題，不易受環境影響。高爾夫模擬器占地面積小，相比標準球場和練習場其成本更低，這對于很多學校來講都具有可實施性。室內高爾夫受天氣或商業俱樂部的逐利性影響很小，課程開展穩定性高[3]。尤其是北方地區冬季氣候寒冷，維護成本高，同時存在運動安全隱患，各球場、練習場會在秋冬季封場，開春后再開場，封場期間無法進行高爾夫球運動與教學。室內高爾夫球模擬器則完全可以避免這類情況的發生。

2.設備投入成本較低，減少教學成本支出。一臺中檔次的高爾夫模擬器價格在10～20萬元，前期投入成本低，后期也無人工成本開支且不用進行草坪維護，大大減少了高爾夫球教學成本。

3.運動圖像數據分析，提升教學質量水平。高爾夫球虛擬仿真技術具備高清攝影錄像與時速感應，學生在模擬擊球后，屏幕會顯示高爾夫球的飛行彈道，計算機系統還能分析擊球的角度、速度、飛行軌跡等具體數據，同時提供運動人員的動作慢放，因此模擬高爾夫系統具有強大的現場數據可分析性[4]。在虛擬仿真教學中，教師可以通過學生擊球的實時數據與動作錄像對學生的技術動作進行評估，有利于錯誤動作的改正和基礎動作的完善。特別是在快速下桿過程中，要求動作快速且連貫，學生對自身的細微動作變化不易察覺。這時通過觀看回放與慢放，加強師生對運動對象的身體動作變化的直觀感受，可為老師指導學生動作提供圖像信息，有效提高教學質量，提升技能水平。每次每生學習的相關教學數據也可以作為日后其體能、技戰術、心理、智能訓練的重要依據，為后期教師在課程優化、教學設計創新方面提供一個可靠的數據參考。

4.教學虛擬場景多樣，增強學生學習興趣。高爾夫仿真模擬器中模擬了如瀑布練習場、標準練習場、切推桿練習等多種練習場模式以及許多世界知名球場，教師可以根據不同的教學目標選擇不同的虛擬場景進行教學。教學場景多樣化、教學手段現代化有助于教師教學設計科學化和學生學習多元化、自主化，大大提升教學趣味性。

5.互聯網遠程連線，提高學生競技能力。高爾夫虛擬仿真模擬技術支持遠程對戰，不同地區不同學校的學生可通過聯機進行同場18洞模擬比賽。在真實18洞球場，球手會被分到不同的球洞分別開球，且場地寬廣，每個球洞間隔較遠距離，教師不能同時看到每生每洞的表現，而室內高爾夫模擬比賽教師可以在場觀察到學生每桿的狀態，為后面的教學提供實踐指導。

綜上所述，高爾夫球仿真模擬技術可以解決高爾夫教學方面的多重困境，用于教學具有極高的現實性，該教學模式的應用無論在理論基礎還是實踐依據上都具有可實施性。

四、高爾夫虛擬仿真技術在教學實踐中面臨的挑戰

充足購入模擬設備的費用仍是大多數學校面臨的經濟挑戰。雖然室內高爾夫仿真模擬器的價格相比標準球場和練習場較低，但有意愿并有能力、購買多臺設備的學校并不普遍。由于購入設備數量有限，課堂教學可能會出現設備緊缺、課堂擁擠的現象，不易于實現理想的教學效果。因此如何進行教學設計、分配練習任務是教師在虛擬仿真模擬教學中應該特別注意的，提高教師教學管理能力也尤為重要。

無真實觸覺感受是虛擬仿真模擬教學面臨的最大挑戰。當學生在進行特殊球處理時，如沙坑救球、長草區救球等，室內高爾夫模擬器不能提供真實的沙坑、長草和樹木，學生在打擊墊上進行擊球無法感受到特殊區域與球道的區別，難以認識其真實難度，這對于學生在特殊球處理能力上的提高具有一定限制。戶外的刮風、下雨、烈日等特殊天氣也是高爾夫球運動散發的特殊魅力之一，天氣的變化會給訓練或比賽帶來更大的挑戰。室內仿真模擬器每個球洞雖有不同天氣設計，但這與處在真實的天氣狀況中的感受也是差別甚遠，這對學生在特殊天氣處理與適應能力方面的提升也有所限制。

在虛擬仿真模擬教學中，為了簡化打球流程與使用的便捷，教師會在一定程度上對高爾夫禮儀方面的傳授有所淡化，實景場地中存在的各類規則問題也會被相對弱化[5]，如在果嶺推桿時球員不能踩對方球員球正前方的區域，因為這將對對方推球時球的路線產生影響，而高爾夫室內模擬器很難還原這樣的真實場景。基于這類情況，就需要教師在教學過程中有意識地對高爾夫禮儀與規則進行講解和強調，以強化學生的高爾夫禮儀與規則意識，深刻體會高爾夫這項紳士運動的豐富內涵。

五、結論與建議

（一）結論

1.高爾夫虛擬仿真技術可以解決高爾夫教學實踐中場地不足、場景單一、下場費用昂貴等問題，廣泛運用到實際教學中可實施性大。

2.利用高爾夫運動虛擬仿真技術中的圖像與數據處理，在教學實踐中教師可以根據記錄數據針對學生的不同水平設計更科學的教學方案，可以大大提升教學質量與學生技能水平。

3.高爾夫仿真模擬器中錄入的多種虛擬練習模式與場景可以提高學生學習興趣，促進學生學習從被動轉為主動。

4.教師或學生隨時都可以通過高爾夫仿真模擬器組織異地學生進行遠程聯機參與標準18洞比賽，教師可以全程觀察每一位同學的比賽狀態，有助于教師的指導工作，對提高學生技術能力起著積極作用。

5.高爾夫虛擬仿真技術在教學實踐中同樣還存在學校購入設備不充足導致教學場地擁擠、虛擬仿真技術無真實觸感以及為了簡化打球流程和使用便捷而淡化高爾夫禮儀與規則的情況。

（二）建議

1.充分利用好高爾夫虛擬仿真技術給實踐教學帶來的場地、場景、費用等方面的便利條件，同時學校需要在硬件設施方面加大投入與建設，為師生提供良好的教學環境。

2.教師在教學中需充分利用虛擬仿真技術的功能，發揮科技的力量，為課堂教學提供科學的指導。

3.現如今VR技術發展迅速，與之相關的AR、MR等技術也在不斷更新，無論是體育領域的專家或學校還是作為教學主體的師生，都需要特別關注科學技術的發展，借助科技的力量促進學校高爾夫實踐教學的發展與進步。

參考文獻：

[1]宮曉東，邊鵬.交互設計[M].合肥：合肥工業大學出版社，2016.

[2]百度百科.高爾夫室內模擬器[EB/OL].https：//mbd.baidu.com.

[3]孫遠杰，袁升越.中小學校園高爾夫室內模擬與實景場地教學模式對比分析[J].當代體育科技，2021，11（24）：216-219.

[4]曾詩嵐，鄒俊.模擬高爾夫系統及其在我國的推廣思考[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2014（10）：138-140.

[5]孫遠杰，袁升越.中小學校園高爾夫室內模擬與實景場地教學模式對比分析[J].當代體育科技，2021，11（24）：216-219.