基于VR技术的高尔夫球运动虚拟仿真教学实践模式研究

齐珂露

中图分类号：G849.3   文献标识：A     文章编号：1009-9328（2022）01-158-02

摘  要  将VR技术应用于高尔夫球运动教学是目前较为普遍的高尔夫球教学方法。本文基于高尔夫球模拟器与实际教学相结合，采用文献资料法、内容分析法、观察法等研究方法，探究VR技术在高尔夫教学领域的成效与问题，并深入剖析虚拟现实技术与体育教学相结合的价值所在，提出相关建议指导于学校高尔夫球教学实践，以期为体育与新技术发展在理论上提供可行建议。

关键词  虚拟仿真  高尔夫教学  VR技术

随着现代科学技术快速发展，虚拟仿真（Virtual Reality）技术已被视为一项引领未来发展的科学技术，目前其已广泛运用于医疗、军事、工业、教育、娱乐等领域。VR技术通过计算机系统构建出来的虚拟世界可以再现现实世界，体验者可借助视、听、触觉等多种传感系统与虚拟世界进行自然交互，获得身临其境的效果。此项技术已运用于高尔夫运动项目教学之中，解决了现实中诸多实际问题。本文通过对现有高尔夫球仿真技术应用现状进行研究，探索高尔夫虚拟仿真技术应用于教学实践中的可能性，为VR技术与高尔夫球课堂教学深度融合提供理论参考和实践依据。

一、当前高尔夫球实景教学遇到的现实困境

一个标准的高尔夫球场有18个洞，球场内设置有发球台、球道、果岭以及长草、沙坑、水塘等障碍区，占地面积约2000亩，其建设还受到政策、经济以及地形、土壤、水源等的影响，建造成本极高。因此，在校园内建设一个标准球场具有不现实性;在商业性球场进行长期教学实践由于费用昂贵、交通不便等因素而具有不可能性。

部分场地充足的高校会选择建设高尔夫练习场，占地面积约50～100亩，周围配有果岭区和沙坑区供学生练习。但仍有大部分学校由于经费、场地供不应求等原因无法建设练习场。同时，高尔夫练习场的场地、场景单一化也影响着教学实践的开展，在学生掌握基本的高尔夫球技能后，練习场无法满足学生在技能提高练习中场地多样、障碍多重、挑战多变的需求，大大降低了后期学习效果，技能水平提高效果不显著。

打击靶布教学占地面积最小，在初期教学中可用度较高，初学者可以进行简单的击球、挥杆练习，但其功能结构单一，打击垫与打击布的近距离范围大大限制了球的飞行，学生在学习过程中仅能练习基础动作，无法看见球的飞行弹道和飞行距离，使后期教学实践陷入困境。

二、VR技术发展现状为高尔夫球教学发展提供可能性

（一）VR技术发展现状

20世纪80年代美国就提出了VR的概念，随着计算机技术的高速发展，现在世界对VR技术的研究更为普遍、迅速。VR技术现已用于诸多领域。在军事领域的研究一直是推动虚拟现实技术发展的原动力，目前依然是VR技术的主要应用领域[1]。

在娱乐领域，VR技术迅猛发展，有数据显示，目前国内VR线下体验馆数量已经超过3万家。高尔夫球VR游戏方面，有名的Oculus Quest（Meta平台的一款VR头盔）已经推出两款游戏供大众娱乐——《Cloudlands2》《Putt By Topgolf》。

在教育领域，VR技术的应用为教育发展提供了一个质的飞跃。体育学科领域，高尔夫球运动由于场地问题，高尔夫虚拟仿真模拟器成为了较为典型的“VR+教育”的运用。

（二）高尔夫球仿真模拟技术发展现状

高尔夫球仿真模拟技术又称“高尔夫模拟器”，是利用计算机三维图像处理模拟技术和高速运动物体测量技术，通过高清晰度投影，在屏幕上1：1复原仿真国际高尔夫球场场景和高尔夫球飞行场景的虚拟系统[2]。高尔夫球的飞行监测需要借助于虚拟系统的感应器来实现。根据幕布显示屏可以将其分为单屏模拟高尔夫系统、宽屏模拟高尔夫系统、环屏模拟高尔夫系统和立体模拟高尔夫系统。此类设备占地面积小，且室内场地面积较充足的情况下还可以附加果岭推杆区、休息区等设施。

目前一些社会认可度较高、走在行业研发前列的品牌公司，如衡泰信设计的室内高尔夫模拟器有自带的动感平台，击球者站立的打击位会随着坡度变动，人高球低，球高人低;模拟果岭推杆时，在一定近距离范围内会出现真实的与仿真参数信息中对应距离的球洞，球洞前的坡度也会随着参数中果岭的坡度变动;可以进行远程对战，线上青少年考级等。

三、虚拟仿真教学模式在教学实践中的实际意义

1.解决场地配置问题，不易受环境影响。高尔夫模拟器占地面积小，相比标准球场和练习场其成本更低，这对于很多学校来讲都具有可实施性。室内高尔夫受天气或商业俱乐部的逐利性影响很小，课程开展稳定性高[3]。尤其是北方地区冬季气候寒冷，维护成本高，同时存在运动安全隐患，各球场、练习场会在秋冬季封场，开春后再开场，封场期间无法进行高尔夫球运动与教学。室内高尔夫球模拟器则完全可以避免这类情况的发生。

2.设备投入成本较低，减少教学成本支出。一台中档次的高尔夫模拟器价格在10～20万元，前期投入成本低，后期也无人工成本开支且不用进行草坪维护，大大减少了高尔夫球教学成本。

3.运动图像数据分析，提升教学质量水平。高尔夫球虚拟仿真技术具备高清摄影录像与时速感应，学生在模拟击球后，屏幕会显示高尔夫球的飞行弹道，计算机系统还能分析击球的角度、速度、飞行轨迹等具体数据，同时提供运动人员的动作慢放，因此模拟高尔夫系统具有强大的现场数据可分析性[4]。在虚拟仿真教学中，教师可以通过学生击球的实时数据与动作录像对学生的技术动作进行评估，有利于错误动作的改正和基础动作的完善。特别是在快速下杆过程中，要求动作快速且连贯，学生对自身的细微动作变化不易察觉。这时通过观看回放与慢放，加强师生对运动对象的身体动作变化的直观感受，可为老师指导学生动作提供图像信息，有效提高教学质量，提升技能水平。每次每生学习的相关教学数据也可以作为日后其体能、技战术、心理、智能训练的重要依据，为后期教师在课程优化、教学设计创新方面提供一个可靠的数据参考。

4.教学虚拟场景多样，增强学生学习兴趣。高尔夫仿真模拟器中模拟了如瀑布练习场、标准练习场、切推杆练习等多种练习场模式以及许多世界知名球场，教师可以根据不同的教学目标选择不同的虚拟场景进行教学。教学场景多样化、教学手段现代化有助于教师教学设计科学化和学生学习多元化、自主化，大大提升教学趣味性。

5.互联网远程连线，提高学生竞技能力。高尔夫虚拟仿真模拟技术支持远程对战，不同地区不同学校的学生可通过联机进行同场18洞模拟比赛。在真实18洞球场，球手会被分到不同的球洞分别开球，且场地宽广，每个球洞间隔较远距离，教师不能同时看到每生每洞的表现，而室内高尔夫模拟比赛教师可以在场观察到学生每杆的状态，为后面的教学提供实践指导。

综上所述，高尔夫球仿真模拟技术可以解决高尔夫教学方面的多重困境，用于教学具有极高的现实性，该教学模式的应用无论在理论基础还是实践依据上都具有可实施性。

四、高尔夫虚拟仿真技术在教学实践中面临的挑战

充足购入模拟设备的费用仍是大多数学校面临的经济挑战。虽然室内高尔夫仿真模拟器的价格相比标准球场和练习场较低，但有意愿并有能力、购买多台设备的学校并不普遍。由于购入设备数量有限，课堂教学可能会出现设备紧缺、课堂拥挤的现象，不易于实现理想的教学效果。因此如何进行教学设计、分配练习任务是教师在虚拟仿真模拟教学中应该特别注意的，提高教师教学管理能力也尤为重要。

无真实触觉感受是虚拟仿真模拟教学面临的最大挑战。当学生在进行特殊球处理时，如沙坑救球、长草区救球等，室内高尔夫模拟器不能提供真实的沙坑、长草和树木，学生在打击垫上进行击球无法感受到特殊区域与球道的区别，难以认识其真实难度，这对于学生在特殊球处理能力上的提高具有一定限制。户外的刮风、下雨、烈日等特殊天气也是高尔夫球运动散发的特殊魅力之一，天气的变化会给训练或比赛带来更大的挑战。室内仿真模拟器每个球洞虽有不同天气设计，但这与处在真实的天气状况中的感受也是差别甚远，这对学生在特殊天气处理与适应能力方面的提升也有所限制。

在虚拟仿真模拟教学中，为了简化打球流程与使用的便捷，教师会在一定程度上对高尔夫礼仪方面的传授有所淡化，实景场地中存在的各类规则问题也会被相对弱化[5]，如在果岭推杆时球员不能踩对方球员球正前方的区域，因为这将对对方推球时球的路线产生影响，而高尔夫室内模拟器很难还原这样的真实场景。基于这类情况，就需要教师在教学过程中有意识地对高尔夫礼仪与规则进行讲解和强调，以强化学生的高尔夫礼仪与规则意识，深刻体会高尔夫这项绅士运动的丰富内涵。

五、结论与建议

（一）结论

1.高尔夫虚拟仿真技术可以解决高尔夫教学实践中场地不足、场景单一、下场费用昂贵等问题，广泛运用到实际教学中可实施性大。

2.利用高尔夫运动虚拟仿真技术中的图像与数据处理，在教学实践中教师可以根据记录数据针对学生的不同水平设计更科学的教学方案，可以大大提升教学质量与学生技能水平。

3.高尔夫仿真模拟器中录入的多种虚拟练习模式与场景可以提高学生学习兴趣，促进学生学习从被动转为主动。

4.教师或学生随时都可以通过高尔夫仿真模拟器组织异地学生进行远程联机参与标准18洞比赛，教师可以全程观察每一位同学的比赛状态，有助于教师的指导工作，对提高学生技术能力起着积极作用。

5.高尔夫虚拟仿真技术在教学实践中同样还存在学校购入设备不充足导致教学场地拥挤、虚拟仿真技術无真实触感以及为了简化打球流程和使用便捷而淡化高尔夫礼仪与规则的情况。

（二）建议

1.充分利用好高尔夫虚拟仿真技术给实践教学带来的场地、场景、费用等方面的便利条件，同时学校需要在硬件设施方面加大投入与建设，为师生提供良好的教学环境。

2.教师在教学中需充分利用虚拟仿真技术的功能，发挥科技的力量，为课堂教学提供科学的指导。

3.现如今VR技术发展迅速，与之相关的AR、MR等技术也在不断更新，无论是体育领域的专家或学校还是作为教学主体的师生，都需要特别关注科学技术的发展，借助科技的力量促进学校高尔夫实践教学的发展与进步。

参考文献：

[1]宫晓东，边鹏.交互设计[M].合肥：合肥工业大学出版社，2016.

[2]百度百科.高尔夫室内模拟器[EB/OL].https：//mbd.baidu.com.

[3]孙远杰，袁升越.中小学校园高尔夫室内模拟与实景场地教学模式对比分析[J].当代体育科技，2021，11（24）：216-219.

[4]曾诗岚，邹俊.模拟高尔夫系统及其在我国的推广思考[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2014（10）：138-140.

[5]孙远杰，袁升越.中小学校园高尔夫室内模拟与实景场地教学模式对比分析[J].当代体育科技，2021，11（24）：216-219.