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2019年中国AI+教育行业市场规模、应用、发展因素及未来趋势分析[图]

2020年03月16日 14:12:17字号:T|T

    “AI+教育”是指在人工智能与教育深度融合与发展的条件下,以基于教育场景的人工智能应用为路径,促进教育公平,提升教育质量,实现教育个性化。具体来看,“AI+教育”是人工智能在教育领域中创新应用的技术、模式与实践的集合,可划分为“计算智能+教育”、“感知智能+教育”和“认知智能+教育”,即AI+教育正从“能存会算”向“能听会说与能看会认”发展,最终实现“能理解与会思考”。

人工智能产业成熟度评估模型

数据来源:公开资料整理

    从教育教学活动的角度来看,当前的教育场景可划分为教、学、管、考。其中,“教”和“管”的主体是教育者,前者负责执行教学任务,主要工作包括教研、备课、授课、答疑、出题、阅卷等,工作内容繁琐,核心需求是减轻负担,实现精准化教学。后者负责统筹教务环节,主要工作包括教职工招募、师生督导、招生、分班排课、校园建设等,决策环节考虑因素较多,核心需求是提高效率,实现科学化管理。“学”与“考”的主体是受教育者,“学”的场景下,学生的主要任务包括预习、听课、看书、做作业、复习、考试、实习等,由于学生个体差异大,核心需求是自适应,实现个性化学习。“考”的场景下,主要面向大规模标准化测试,组卷阅卷的工作庞大,部分测评环节劳动力密集且效率底下,核心需求是保证准确性的前提下,实现自动化评阅。

AI+教育的应用场景

数据来源:公开资料整理

    一、AI+教育行业市场规模

    智研咨询发布的《2020-2026年中国人工智能教育行业市场运营状况及投资机会分析报告》数据显示:2013-2019年,AI+教育领域共发生274笔投融资事件,总融资额达145亿。从融资增速上来看,融资事件数复合增速达34%,融资总额增速达57%,资本一度狂热,其中K12与教育信息化领域的融资规模领跑其他细分赛道,期间各自总共融资78亿与20亿,分别占整体融资额的53.5%和13.6%。

2013年-2019年中国AI+教育融资情况

数据来源:公开资料整理

中国AI+教育的细分领域累计融资情况

数据来源:公开资料整理

    服务提升需求驱动校外在线产品AI化,效率提升需求驱动校内信息系统AI化,校外AI技术的市场渗透率小于校内。从目前AI+教育的实际应用来看,AI产品的工具化与功能化属性较重,校外产品商业化价值的驱动因素仍为优质教育资源(师资、内容),AI在教学上的价值尚未被家长普遍认可,直接付费意愿不强。校内信息系统在政府政策主导下,财政预算驱动着教育信息化的普及与升级,泛AI产品应用场景丰富,整体渗透率较高。

2018-2022年中国AI+教育行业的市场规模

数据来源:公开资料整理

2018-2022年中国AI+教育信息化行业的市场规模

数据来源:公开资料整理

    二、AI+教育的应用

    1.口语测评

    口语测评主要涉及语音识别、语音合成与语音评测技术,由于目前测评的能力维度相对单一,基础测评功能的实现不需要太高的技术门槛,在语言学习产品当中应用广泛,技术渗透率较高,用户覆盖面广。从商业模式上来看,对于C端产品而言,口语测评内嵌于口语教学与练习产品,并以课程费和会员权益费的形式向用户收取费用,而对于B端产品,除了口语考评系统外,智慧课堂场景下的口语作业批改环节也会用到口语测评功能,服务商收取API接口调用费或解决方案服务费。

2019年主要口语测评产品的月独立设备数

数据来源:公开资料整理

口语考评系统市场规模及当年建设考位数量

数据来源:公开资料整理

    2.拍照搜题

    拍照是信息的输入方式,搜题是用户的具体行为,本质上,搜题行为在PC时代就已经非常普遍,基于各类垂直题库或者更大的流量入口的搜索,用户能够检索到相应的结果,内容检索技术的发展已经相当成熟(主要分为基于关键词匹配和基于分类目录的两种检索方式,搜索引擎的算法多为前者)。随着移动端智能机的爆发,借助智能机的前置摄像头,用户可随时随地以图片的形式存储题目信息,并利用OCR技术将试题图片识别成可编辑的文本信息,继而用文本信息进行搜索从而得到试题及答案与解析。目前OCR技术已趋于成熟,手写体识别准确率可达90%以上,印刷体的识别准确率更高。因此,在技术层面上,各类拍照搜题产品都大同小异,能够构建起竞争壁垒的部分是需要依靠强大的人力和组织力生产的题库,这是决定产品用户体验的关键因素。

2019年拍照搜题应用在K12各学段的渗透率

数据来源:公开资料整理

    3.人工智能自适应学习

    在教育语境下,任何考虑并满足学习者个人需求的教学形式都可以被称作是“自适应的”,AI+教育的语境下,“智适应”学习则是借助人工智能自适应技术的学习系统,该系统为学习者创设一种符合其多样化学习需求的学习环境,推荐给学习者个性化的学习内容、独特的学习路径、有效的学习策略,满足学习者的个性化需求。本质上,人工智能自适应是一种基于教育大数据的可规模化的个性化学习,其基本原理可以表述为“基于大数据挖掘与分析得到待训练样本→用数据去训练基于人工智能算法构建的模型→基于模型对各类自适应学习环节进行预测/推荐”,输出的核心要素包括学习材料,用来测评学生是否掌握学习材料的标准和学习材料的推送顺序。

    4.AI课堂

    公立学校的智慧课堂建设是教育信息化的一部分,目前呈现出普通智慧课堂与AI化智慧课堂混合建设的现状,其中达到AI化智慧课堂的比例约10%。从发展空间来看,智慧课堂的主流用户为中小学生,我国有21.4万所中小学,智慧课堂的建设空间总计在2000亿元左右,而远期AI课堂能够完成对智慧课堂的较高渗透。从现状看,2018年,我国教育信息化市场规模约为4000亿元,智慧课堂相关建设大约占比3.7%,即150亿元左右,其中软件系统占比38%左右,教师、学生平板终端占比50%左右,其余为无线网AP与用电设施等。从项目的区域分布上看,东南(26%)、华南(21%)、华东(17%)等沿海地区的智慧课堂建设走在前沿。

2013-2021年中国教育信息化整体市场规模

数据来源:公开资料整理

2018年中国智慧课堂项目数量区域分布

数据来源:公开资料整理

    线上录播课场景中AI课堂功能的核心有课质监测与学习内容的个性化推荐,AI对学员在学习中的问题进行分析,辅导老师可以针对性跟进指导,部分产品还可提供师生智能匹配功能,相比而言,线上AI课堂数据实时采集的质量受环境噪音、摄像头角度影响小,普及难度稍低,较多机构已经参与尝试,未来的发展重心将结合学习资源的快速生产,如利用AI形成课程视频、形成测题集,解决生产力的问题。线下AI课堂的设置初衷是缓解三四线地区缺乏优质师资的问题,帮助线下培训机构以较低成本、较低收费提升学生课堂体验,推广刚刚起步。加盟校区较难统计,而从机构直营校区看,部分大型K12教培机构线下直营AI课堂教学中心渗透率仅2%,如果将市场上不计其数的中小培训机构纳入核算,则渗透情况微乎其微。

2019年部分大型K12培训机构线下AI课堂渗透情况

数据来源:公开资料整理

    5.校园安全

    校园安全是办学的基础要求、也是生命线。过去的平安校园监控系统,在AI的赋能下,能够实现陌生人出入警报、高空抛物预警、楼梯拥挤预警等,为校园人身财产安全增加了一重保障。而食品安全也是安全管理的重心,2019年4月国务院食品安全办全国校园食品安全工作电视电话会议明确,学校食堂推行“明厨亮灶”的比例要达到70%,适逢视频监控行业AI升级化大潮,在此背景下,具备AI视频分析功能的明厨亮灶餐厨解决方案开始成为主流。

    三、AI+教育行业的发展驱动力

    产业方面,在线教育渗透率不断提升,教育数据量增长迅速,为人工智能技术的实施提供了数据基础。由于目前在线教育的体验及效果不佳,倒逼行业进行技术升级,人工智能解决方案将成为在线教育体验提升的主要途径。技术方面,互联网基础设施全面普及,在大数据、云计算和5G等支持性技术不断成熟的背景下,数据量和算力将获得进一步提升,人工智能技术有望实现突破。政策方面,近几年来,我国针对人工智能及人工智能+教育领域的政策层出不穷,人工智能已上升至国家战略级别,教育更是关乎国计民生的大事,行业尚处红利期。资本方面,教育行业巨头纷纷布局,知名投资机构频频出手,融资规模超百亿,融资阶段覆盖天使轮至IPO,成为教育领域近年来最大投资热点。

    1.产业升级

    在线教育发展迅速,每年保持20%左右的增长,整体数据量激增。在线教育的渗透率在10%左右,体验粗糙和结果模糊将倒逼整个产业进行分领域、分环节的在线化与智能化。教育信息化领域则进入2.0阶段,以AI智慧课堂为代表的智能化产品开始辅助校内01教学。

    2.技术落地

    在金融和安防等多个领域已实现商业化落地,5G时代下,人工智能应用将延伸至边缘,丰富基于智能教育硬件的教学场景。随着数据量和算力的提升,在特定的教育领域和人工智能领域有望实现突破。

    3.政策护航

    近五年,人工智能的相关政策经历了三个阶段,从“智能制造”到“互联网+”再到“国家战略规划”,重要性逐步提升。近三年,《新一代人工智能发展规划》与《教育信息化2.0行动计划》的出台大力推进人工智能+教育领域的发展。

    4.资本助力

    从2013年至2019年,披露的2500余个教育融资事件中,与AI相关的事件近300个,累计融资规模逾140亿人民币。新东方与好未来以自建或投资的方式入局AI领域,搭建AI研究院与实验室。

    四、中国AI+教育行业未来趋势

    1.技术产品方面:以学习者为中心,从外置型技术辅助走向内融型技术渗透

    AI+教育的研究理念大多围绕“以学习者为中心,关注技能素养与非智力因素”,并且研究思维从过去的教学环境智能化向教学过程智能化转变。应用研究方面,未来需要进一步关注一些在教育学领域尚未量化的教学目标的可测量性并确立操作性更强的评价规则,进而实现教育评价规则与机器规则对接。技术开发方面,未来将基于人工智能的基础技术,并结合教育学、心理学、脑科学等领域研究成果,探索智能时代的认知特征、学习本质与教育价值,开发特定教育场景下的关键技术。

    2.竞争策略方面:教育公司主导产业升级,差异化的高质量数据是竞争突破口

    目前AI+教育行业仍处于初级阶段,AI技术与产品的研发消耗巨大,不同发展阶段的市场玩家将采取不同的市场竞争策略,总体上仍然是以教育公司来主导整个产业升级的过程。对于成熟的教育公司而言,AI中台战略已初见端倪。此类公司教学业务多元,教学场景丰富,各业务线具有各自的数据储备,AI中台可促进各部门数据互通互融,基于各个场景搭建独立的算法模型,最终通过业务数据的增长来反哺业务部门。对于初创的教育公司而言,自研某一细分领域的数据引擎可建立相应的竞争优势。就语音识别与合成领域而言,儿童语料库与成人语料库差异较大,全行业在儿童语料库的积累上仍存不足,教育场景强调交互体验,但目前的语音合成技术还无法做到抑扬顿挫的表达,实际教学体验较差,值得初创企业探索。

    3.应用场景方面:特殊教育领域的人工智能应用研究与实践相对较少

    当前人工智能与教育的融合探索主要聚焦在基础教育和高等教育领域,并取得了一些成绩,特殊教育作为整个国民教育的重要组成部分,人工智能的应用场景也同样值得挖掘,并与“科技向善”的理念相契合。作为增强人类器官功能的利器,人工智能可为聋哑学生、听障学生、视障学生、智障学生、自闭症患者以及肢体残疾者提供缺陷补偿服务,帮助学生缩小与主流人群的差距,实现向健全人的跨越。除身体机能上的补充,针对特殊教育领域的教育教学问题,人工智能同样也能

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