36氪研究院 | 中国AI教育产业2024年分析报告
教育作为中国发展的基石,承担着培养未来社会支柱的重任。随着中国教育强国战略的出台,AI与教育的深度融合已经成为推动教育现代化、实现教育强国战略的关键举措。从政策顶层设计到技术创新实践,AI教育正在逐步从理念走向现实,展示其在提高教育公平性和效率、培养未来复合型人才方面的巨大潜力。
产业发展概述
AI赋能教育:现代教育强国的战略举措
“教育繁荣导致国家繁荣,教育繁荣导致国家繁荣。”作为国家的领导者,教育始终处于优先发展的战略位置。为了提高教育现代化水平,从教育大国向教育强国迈进,中国政府坚持推进教育领域综合改革,通过技术手段升级教育内容质量,提高教育资源配置,引导以人工智能为代表的新一代信息技术与教育核心场景的深度融合。
2017年,我国首个国家人工智能规划《新一代人工智能发展规划》颁布,智能教育是智能服务的重点发展方向。此后,针对技术与教育融合的政策相继出台,旨在加强教育信息化和智慧教育场景建设。教育部于2024年3月正式启动人工智能赋能教育行动,推出“AI学习专栏”、提升我国智能教育公共服务平台、教育部门人工智能大模型应用示范、建立数字教育国际交流平台等四项具体行动。8月3日,国务院发布《国务院关于促进服务消费高质量发展的意见》,旨在培育和壮大以数字教育为典型的新消费,为AI教育行业的高效有序发展注入新动能。
多重提高AI驱动教育的公平性和效率
在教育强国战略指导下,我国教育质量取得了显著进步。但是,公平和效率问题仍然是两座横跨教育领域的大山。一方面,我国城市和地区之间的教育水平存在一定差异:教师、教学设备、教育财政投入等必要的教学资源大多集中在发达地区和城市,导致教育质量、资源配置和教育信息化不平衡。另一方面,优质教育的核心资源之一——教师自然具有稀缺性,而高水平教师的数量则更加有限,难以兼顾学生在答疑指导、情感陪伴、心理咨询等方面的需求。,而且很难真正实现因人施教和精准教学。根据教育部的数据,2022年我国专职教师与学生人数之比接近10。:教师资源供给不足16。
AI在教学场景中的应用为缓解公平和效率困境提供了一条可实现的道路。通过将数字教育内容叠加到远程教育中,创新课堂教学模式,将一些有形的教育资产转化为无形的教育资源,打破固有的空间和时间限制,带来资源的自由流通和交流。配备AI功能的教育软硬件和平台,扮演“私人教师”的角色,为学生提供有针对性的教学、辅导、纠错、答疑等服务,帮助学生提高个性化能力的教育效率。
AI 面向未来的教育培养复合型人才
传统的教育方式主要是集体统一的班级讲座,以工作、试卷、教学观察等为主流评价工具。,注重基础知识的学习效果,忽视综合素质的表现。伴随着数字时代的呼啸,社会现状的变化带来了人才培养需求的变化,传统的教育方式已经不能更好地应对时代的变化。根据世界经济论坛发布的《未来就业报告2030》,未来五年,社会对人工智能、商业分析师、数据科学等跨学科岗位的需求增长最快,具有创造性思维、技术素养、好奇心和学习能力的复合型人才是未来的核心人才。随着时代的步伐和人才培养的需要,AI驱动的教育模式不断被家校讨论。与传统的教育方式相比,AI教育以学生为中心,重视学生的综合素质,通过虚拟教学空间、智能评价工具和多维度评价方法,从而培养兼顾创新思维和基本能力的综合性人才。
AI教育的发展状况:从智能管理到个性化学习的全新升级
目前,AI对教育的赋能主要包括面向政府和学校的智能教育管理,以及面向学生和家长的辅助教育,以校外情况为主。前者依托计算机终端、智能黑/白板、教学管理系统、学习平台、内容数据库等软硬件,结合大数据、云计算、数字孪生等技术,为教育教学、教学管理、学校安全提供高效运行保障,是教育信息化的重要组成部分。在“教育强国”战略的引领下,各级政府和学校越来越意识到,新一代信息技术与校园教育和学校管理的深度融合,将大大有利于提高教学质量、教学效率、校园服务体验、家校互动和学生安全。因此,教育信息化的财政资金保障将不断加强,相关软硬件服务市场将扩大。锐观咨询数据显示,我国教育信息化市场规模从2017年3.4亿增长到2023年近5.8亿元,复合年增长率达到9.21%。
面向学生和家长的辅助教育多为消费智能教育硬件、在线教育产品和服务、学习应用和资源平台等软件系统,覆盖K12、素质教育、高等教育、职业教育等诸多领域。得益于AI,特别是自然语言理解(NLP)、知识图谱、深度学习、大模型等技术的创新,消费教育软硬件正在经历底层应用能力的升级。相关企业多以自主研发或生态合作的形式,围绕教育模式打造技术基础,以AI技术能力重塑教育流程,AI原生应用层出不穷。以学习平板电脑、字典笔、电子纸单词卡为代表的教育硬件,通过AI实现与用户的个性化互动,赢得了学生和家长的青睐。据洛图科技资料显示,2023年我国消费智慧教育硬件产品市场规模约为469亿元,同比增长11.4%,韧性增长趋势明显。

工业生态学分析
我们的AI教育产业生态系统包括三个层次:基础设施层次、技术层次和网络层次。其中,基础设施层为IT设施、AI芯片、传感器等软硬件和数字化教育内容提供必要的支持。在教学场景中AI的开发、部署、应用和运营;在技术层面,自然语言理解(NLP)、AI技术,如知识图谱、深度学习等,共同推动网络层智能教育产品和服务的创新;网络层是AI教育最直观的落地表现,依靠教育软硬件,涵盖学校内部的智慧教育管理和校外辅助教育等场景。
基础设施层:智能化学习氛围的关键支撑
基础设施层是人工智能教育产业的底层支撑部分,为人工智能开发、部署、应用和运营各种教学场景所需的各种软硬件和数字化教育内容,包括以IT基础设施、人工智能芯片、传感器、显示屏、网络和通信模块为主的硬件产品,以及数据资源、计算能力和基础算法,不仅为技术开发和应用提供了必要的基础,在提高教育产业整体效率和教学水平方面仍然发挥着关键作用。具体而言,以下几个方面非常重要:
1)数据。信息是AI的“燃料”,尤其是在教育领域。大量的教育数据,包括学生的学习行为数据、课堂互动数据、考试成绩数据等。,形成了教育AI算法训练的基础。高质量的教育数据可以帮助教育模式更好地理解教育场景,并在此基础上开发出更智能、更个性化的教育产品。
二是计算能力。强大的计算能力在AI教育的应用中尤为重要,尤其是在训练教育大模型和对学生行为的实时分析中。高性能计算系统、GPU集群和分布式计算架构主要支持计算能力,这些设施可以在短时间内处理复杂的教育数据分析任务,确保AI算法能够快速响应教育场景中的各种需求。另外,边缘计算能力的提高,为数据在终端处理效率的提高带来了创新的处理路径,提高了用户与教育硬件之间的互动效率。
3)AI芯片。作为教育硬件的“大脑”,AI芯片的性能直接影响到终端用户的感受。近几年来,随着AI芯片技术的发展,越来越多的教育智能终端具有较强的计算能力和较低的能耗。
基础设施层,尤其是云计算和网络通信,具有投资高、投资回报长的显著特点。因此,该公司通常由阿里、华为、腾讯、百度等大型科技公司主导。
技术层面:创新驱动AI教学的来源
技术层面是利用AI技术在基础设施层面推动教育产品和服务创新的核心层面。技术层面的核心技术包括自然语言理解(NLP)、知识地图、深度学习等。通过对教育数据的分析和处理,这些技术支持智能教学、个性化学习路径的制定和自动化教育管理的应用。
1)自然语言理解。通过对知识的认知、生成和翻译,自然语言理解技术可以实现智能的教学和学习体验。例如,智能答疑系统、自动作文批改、语音识别和智能辅导等应用都依赖于该技术的发展。通过对学生语言表达的分析,自然语言理解技术可以识别学习者的知识掌握情况,给出个性化的反馈和建议,帮助学生更好地理解和掌握知识点。
2)知识图谱。帮助学生更好地了解学科知识之间的联系,通过建立知识节点和关系网络。基于知识地图的智能教学系统可以根据学生的学习进度和知识掌握情况,实时调整教学内容和难度,提供个性化的学习路径。知识图谱也用于在线教育平台的推荐系统,根据学生的学习行为和兴趣,推荐相关的课程和学习资源。这一智能推荐不仅提高了学习目的,而且增强了学生的学习体验。另外,知识图谱技术还可用于学术研究和教育资源的开发,为教育者提供新的研究工具和方法。
3)深度学习。通过模拟人脑神经网络结构,处理大量教育数据,提高教育产品的智能化水平。例如,深度学习在智能监控、课堂管理、个性化教学等教育场景中得到了有效验证,应用于自动评估、图像识别和行为分析。
各种技术层面的技术并非独立存在,而是相互协作、相互补充,共同推动了教育产品的智能化和个性化发展。
技术公司主要包括人工智能企业和教育技术企业。前者可分为以百度和阿里为典型的互联网厂商,以及以科大讯飞、商汤科技为代表的创新型人工智能技术研发企业,后者包括猿人辅导集团和未来技术驱动的教育服务提供商。
可见,自2022年以来,以AIGC为代表的生成型人工智能和大型模型在全球范围内掀起了一场技术革命,为千行百业带来了创新应用。教育业也不例外。在R&D大工厂和教育企业的共同努力下,不仅普遍的大型教育模式进入了教育的各种场景,而且不断出现大型教育模式,重塑教育流程,为政府、学校、父母和学生带来效率驱动的教育产品和服务方案。在生成型人工智能时代,大模型正逐步成为教育技术的技术基础。
网层:智慧教育与个性化学习的落地与实践
对于终端用户来说,网络层面是AI技术在教育领域的最后阶段。终端用户包括政府学校和学生。前者的需求场景大多是教育信息化和智能教育,后者的需求大多是校外辅导和学习。
1)智慧教育。对于政府和学校来说,促进教育和AI的结合,主要目的是在兼顾教学效率的同时,提高现代教育水平,实现教育公平。围绕学校教育场景,部分教育技术和人工智能企业提供综合智能教育服务方案。以飞象星球为例。作为猿人辅导集团旗下的数字教育品牌,飞象星球为政府和学校提供教育教学所需的软硬件和整体解决方案,以技术促进基础教育的优质资源平衡和大规模个性化教学。产品涵盖飞象课堂、智能作业和A I 作文、飞象心理等,首次将大模型全面应用于基础教育。在自主研究教育大模型基础能力之上,飞象星球不断丰富素质教育内容,围绕教育教学的核心场景,为教师和学生提供智能辅助:面向教师,加强作业批改、学习情况分析、心理健康辅导等AI教学助手功能;面向学生,结合多轮启发对话和个人知识地图等技术能力,为学习、训练和答疑提供更具导向性和个性化的帮助。现在,飞象星球已经在全国20多个省份、180个区县、3000多所学校、200多万学生中正常使用。
二是智能辅助学习和伴学。AI教育应用主要包括教育硬件产品、教育软件和在线教育服务。
其中,教育硬件是AI教育产品中最直观的部分。通过智能产品与AI和大模型的融合,为学生提供了学习机、字典笔、阅读笔、教育机器人、智能台灯等多种类别的个性化互动学习工具,满足了不同场景下多样化学习的需求。学习机赛道发展相对成熟,参与者众多。各企业纷纷推出具有AI功能的学习机品类,旨在满足终端用户的需求,实现个性化、高效的辅助学习。以精准学为例,公司作为第一家提出“精准学习”理念的教育科技公司,创造了“即时检查、目标标准、学习能力、坚持能力”的“精准学习法”,并在Bong系列AI硬件上推出了AI双师一对一辅导服务。根据第三方机构BrainCO脑机接口的专注头环和嫣然小程序对同类产品的评价,学生在使用精准学习产品的整个过程中专注力平均值最高,在知识点理解速度和应用水平方面也表现最好,证明其“精准学习法”在学习中符合科学原理。
教育软件依托学习应用和各种学习平台,为学生提供多样化、灵活的学习工具和资源,为学生创造个性化、互动化的学习体验。学习类APP主要可以分为学科辅导类、编程类、外语学习类和考试备考类等,涵盖K12、素质教育、成人教育等各个领域。在模型逐渐成为技术能力基础的背景下,各大教育集团纷纷推出AI原生APP,依托实时互动和反馈能力,以自然语言作为用户互动的新入口,提升客户的学习体验。以猿人辅导集团打造的海豚AI学为例,该软件依托互动动画视频,首创了“苏格拉底启发AI答疑”功能。在回答问题的过程中,AI伴侣“新手”不会马上告诉用户答案,而是通过对话找到学生的知识盲点,引导他们一步一步积极思考和总结,然后了解知识点是如何来的。海豚AI学由浅入深的引导与真人语音交互,使教育过程更具情感和关怀。
在线教育服务主要通过在线直播或录播课堂,为学生提供海量的学习资源和全方位的学习支持。与AI原生教育APP不同,在线教育服务是网络时代的产物,而不是生成人工智能时代。AI为其注入了全新的发展活力,成为在线教育企业创新教育内容、互动形式、学生指导、内容推荐等环节的有力武器。在线教育集团,如新东方、昂立、学大等,都开启了AI赋能在线教育的探索与实践。
对情景发展状况进行细分
得益于AI教育的应用生态和软硬件产品服务,AI已经广泛应用于各种教学场景,包括备课、教学、培训、考试、评价、管理等教育核心环节,不断推动教育方式向智能化、个性化转变。
备课:AI协助备课提高效率和质量
教师在传统的备课过程中,需要花费大量的时间来收集教育资源,编写教案和设计教学活动。而且AI的引入,大大简化了这个过程,提高了备课的效率和效果。通过对大量教育资源和数据的分析,AI教育部门一键生成个性化的教学计划和教学计划。教师可以根据学生的学习水平、课程标准和教材内容,智能地推荐教学策略、教育资源和教学活动,只需输入教学目标和学习情况分析即可。它不仅减轻了教师的工作负担,而且使备课更加科学、有目的。另外,在备课过程中,设计有效的教学活动是关键环节。AI依托过去的教学数据和课堂表现,一键生成合适的教学活动计划,如小组讨论、角色扮演、实验模拟等。这类活动有助于教师创造生动、有趣的课堂,不仅能激发学生的积极性,而且能促进学生的深入学习。
教学:课堂智能助手提高教学和学习成绩
AI为教师和学生提供了有力的支持,促进了个性化和精确的教学成为可能,无论是在课堂教学还是在线教育中。对于教师来说,AI为他们提供了差异化的教学策略建议,为学习能力强的学生提供了可扩展的内容,为基础薄弱的学生提供了更多的培训机会,“因人施教”提高了教学效率。AI还通过自然语言理解为教师提供教学助手工具,在教学情景中,(NLP)以及语音识别系统,可在课堂上为教师提供实时的教学支持。教师可通过语音命令快速查找教材,播放教学视频或进行课堂互动。智能化教学助手还可以帮助教师在课堂上回答学生的问题,提供实时的知识讲解,从而提高课堂教学的效率和质量。对于学生来说,AI驱动的教学助手,尤其是具有AI助学功能的教育软硬件,为他们提供有针对性的答疑和辅助,在校外学习场景中扮演教师的角色,帮助他们提高学习成绩。
训练:实现个性化学习路径
AI为学生提供了更丰富、更高效的训练工具,帮助他们强化记忆,提高学习效率。AI还能为学生的每一次训练提供实时反馈,并且一键生成错题集。通过错题分析,系统可以帮助学生找到知识盲点,并推荐有针对性的训练问题。同学们可以随时查看自己的错题集,了解自己的学习进展和问题,然后进行有针对性的复习。AI系统可以通过对学生培训数据的分析,为学生定制个性化的学习路径。这种学习方式不仅考虑了学生目前的学习水平,而且结合了学生的学习兴趣和目标,确保学生在练习过程中始终保持学习动力。例如,系统可根据学生的兴趣,推荐相关的扩展题目或学习资源,帮助学生在特定领域进行深入探索。
考试:AI提高检测效率和公平性
AI应用在考试阶段使考试过程更加科学、透明、高效,同时也为学生提供了更加公平的考试环境。通过对历年考试数据和当前教学大纲的分析,AI一键生成高质量的考试题库,并进行智能试卷。智能化的出题系统不仅可以保证考试的公平性和合理性,而且可以根据学生的水平和能力,生成难度适中的试卷。例如,系统可以在提问时自动筛选出既可以考察知识广度,又可以考察学生思维深度的问题,提高考试的区分和有效性。另外,AI系统还可以对学生的成绩进行深入分析,帮助教师和学生了解学习中的弱点,指导后续的学习和复习。
评价:关注学生的全面成长和个性化发展
常规的学习评价通常集中在期末考试上,而忽略了学生在学习过程中的表现。通过分析学生平时的学习数据,AI可以对学生的学习过程进行全面的评价。这种评价不仅包括学生的学习进度和知识掌握情况,还包括学生的学习态度、学习习惯和学习能力。例如,系统可以通过分析学生作业提交时间、课堂参与度等数据,生成学习过程的综合评价报告,帮助教师更好地了解学生的学习情况。AI系统可以根据学生的学习轨迹和成长记录,为每一位学生生成个性化的成长评价报告。本报告不仅包括学术成就,还包括学生的兴趣爱好、特长发展和人格培养。
管理:资源在科学决策下的有效配置
AI正在推动教育管理向智能化和科学化方向发展。AI为管理者提供了更高效、更准确的管理工具,无论是在学校管理还是教育行政管理中。教育资源的合理配置是提高教育公平性和效率的关键,也是教育行政管理的关键。通过对教学资源、学校发展和学生需求的综合分析,AI可以为教育管理者提供科学的资源配置建议。例如,系统可以建立新学校的选址方案,或者根据学生的分布和学校的教学设施,准备教师资源的最佳方案,保证教育资源的均衡发展。另外,AI技术在教育政策效果分析中的应用,为教育管理者提供了更准确、更科学的决策依据。AI系统可以通过对教育数据的深入分析,对某一教育政策的实施效果进行评估,发现政策实施中存在的问题,并提供改进建议。例如,系统可以通过分析学生的学习成绩、录取率等数据来评估“双减”政策的效果,帮助教育经理制定更有效的教育政策。
产业发展前景
预计AI将与教育部门实现更高效的生态协同。
现在,AI已经在课堂上承担了一些讲解和示范工作,教师可以更多地关注与学生的互动和引导。对教师而言,AI不仅是教学的辅助工具,也是教学的重要伙伴。通过人机协同,教师可以充分发挥自己的想象力和教学艺术,而AI负责数据处理和智能推荐,共同提高教学效果和学生的学习体验。未来,AI将进一步深化其在教学应用领域,不仅是课堂上的辅助作用,而且扩展到整个教育生态系统。一方面,AI将帮助教师跟踪学生的学习进度,识别学习难点,提供有针对性的教育资源和策略,通过智能的学习管理系统实现真正的个性化教学。另一方面,AI还将减少教育资源稀缺带来的教育不公平问题,打破地域限制,将高质量的教育资源输送到偏远地区。同时,通过智能评估系统,可以保证教育评估的公平性和准确性,减少人为误差,提高教育质量。
有助于精确教学的数据驱动教育决策
在未来,数据将成为教育决策的重要依据。在数据的驱动下,教育管理者可以实时掌握教育发展的动态和趋势,做出更加科学准确的决策。但需要注意的是,目前数据驱动的教育存在三大困难。一是如何收集更高质量的教育数据,为教学应用领域的大模型提供专业的培训基础;第二,如何减少机器幻觉带来的错误内容传递;第三,如何保护教育各方的数据隐私。政府、学校、公司和其他参与者已经意识到上述问题对技术应用能力的限制,通过政策管理、技术投资、生态合作等方式应对上述挑战,释放AI在推进公平教育和个性化教育领域的价值,培养面向未来的综合性人才,同时保证教育内容的可靠性和数据隐私。
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