教育行业：个人消费类教育智能硬件发展报告（2023年）

个人消费类教育智能硬件发展报告 （2023年） 中国互联网协会 2023年7月 版权声明 本研究报告版权属于中国互联网协会，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中国互联网协会”。违反上述声明者，将追究其相关法律责任。 前言 当前，国家教育数字化战略行动稳步推进，教育智能硬件作为承载智慧教育应用的关键入口和终端设备，受到不同类型厂商的广泛关注，具有广阔发展空间。在政策推动、技术赋能、需求旺盛的三重驱动下，教育智能硬件呈现创新发展态势，传统教育硬件企业、教育信息化企业、教育企业、互联网企业、设备商等厂商纷纷入局，新产品、新功能、新应用不断涌现。 从使用对象维度出发，教育智能硬件可分为学校机构类和个人消费类，本报告聚焦国内个人消费类教育智能硬件行业，研究最新技术进展，总结当前主要产品的功能特征，绘制产业图谱，分析产业发展情况，归纳当前面临的挑战，提出针对性策略建议，并对未来发展趋势进行展望。 本报告由中国互联网协会智慧教育工作委员会组织编制。 目录 一、个人消费类教育智能硬件发展背景1 1.1教育智能硬件的定义及分类1 1.2三大关键要素驱动教育智能硬件创新发展2 二、个人消费类教育智能硬件产品分析5 2.1产品概览5 2.2典型产品特征及发展态势6 三、个人消费类教育智能硬件产业图谱及产业发展情况14 3.1产业图谱14 3.2产业发展情况15 四、个人消费类教育智能硬件发展挑战及趋势展望21 4.1发展挑战及策略建议21 4.2发展前景及趋势展望22 一、个人消费类教育智能硬件发展背景 1.1教育智能硬件的定义及分类 智能硬件作为推进教育数字化发展的关键载体，近年来发展进入快车道。教育智能硬件是满足各学段和应用场景的教与学、沟通和陪伴等需求，具备智能交互和多种相关功能的硬件终端产品。教育智能硬件助力打造泛在化学习环境、支持个性化因材施教、促进融通化资源共享，对于推动教育模式变革具有重要意义，其用户群体涵盖学前教育、基础教育、职业教育、高等教育和终身教育等各个阶段。 目前，教育智能硬件种类繁多，按照面向对象不同，可分为学校机构类和个人消费类两大类，如图1所示。学校机构类教育智能硬件是指用于建设智慧教室、智慧校园的具备感知、联网和智能功能的硬件，包括电子学生证、智能物联讲台、VR（VirtualReality，虚拟现实）交互式一体机、电子白板、智能黑板、电子班牌等。个人消费类教育智能硬件指用于消费者开展自主学习的智能交互硬件产品，包括学习机、词典笔、智能早教机、智能作业灯、错题打印机、点读笔等。本报告聚焦个人消费类教育智能硬件，研究分析其发展驱动力、主要产品和产业生态等内容。 图1教育智能硬件按面向对象进行分类 1.2三大关键要素驱动教育智能硬件创新发展 当前，教育智能硬件呈现快速发展态势，主要受到三大关键要素驱动： 一是政策利好，相关部门持续出台多项文件引导产业发展。2016年，工业和信息化部、国家发展和改革委印发的《智能硬件产业创新发展专项行动(2016-2018年)》提出“支持智能硬件企业面向教育需求，在远程教育、智能教室、虚拟课堂、在线学习等领域应用智能硬件技术，提升教育智能化水平。结合智能硬件产品形态发展，建设相匹配的优质教学资源库，对接线上线下教育资源，扩大优质教育资源覆盖面，促进教育公平。”2018年，教育部出台的《教育信息化2.0行动计划》表示要大力推进智能教育，开展以学习者为中心的智能化教学支持环境建设。2021年，教育部、工业和信息化部等六部门印发的 《推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》明确提出“完善智慧教学设施”，“有条件的地方普及符合技术标准和学习需要的个人学习终端，支撑网络条件下个性化的教与学。” 二是技术赋能，新一代ICT（InformationandCommunications Technology，信息通信技术）的快速发展推动教育智能硬件产品推陈出新。教育智能硬件主要包括硬件、软件、内容和服务四个部分，涉及多种ICT技术。传感器技术方面，加速度计、陀螺仪、红外传感器等多种传感器朝着智能化、集成化、微型化和低功耗化发展；半导体技术方面，芯片工艺制程不断缩小，目前最先进的工艺已达到3nm，芯片的集成度持续提升；显示技术方面，AMOLED（Active-matrixorganiclight-emittingdiode，有源矩阵有机发光二极管）、PMOLED （Passivematrixorganiclight-emittingdiode，被动矩阵有机发光二极管）、电子纸、Mini/MicroLED等不同技术快速发展；人工智能技术方面，基础通用大模型技术频繁升级，头部企业进行语言、视觉和多模态全能力布局，随着ChatGPT（ChatGenerativePre-trainedTransformer，生成型预训练变换模型）的火爆，生成式AI（ArtificialIntelligence，人工智能）技术迎来发展热潮；云计算技术方面，云原生在企业侧的应用持续深化，云网融合、云边协同、高性能计算等加快发展；通信技术方面，我国双千兆网络覆盖广度深度不断增强，截至2022年底，全国110个城市达到千兆城市建设标准，千兆光网具 备覆盖超过5亿户家庭能力；截至2023年4月底，我国累计建成5G基站超过273万个，5G网络覆盖全国所有地级市、县城城区，5G移动电话用户达到6.34亿户，同时WiFi6、低功耗蓝牙等网络技术进展较快，共同为教育智能硬件提供高速、泛在的网络连接环境。 三是需求旺盛，用户群体庞大且需求多样化。教育智能硬件的用户覆盖学前、基教、职教、高教、终身教育等多年龄段，潜在用户规 模巨大。教育部全国教育事业发展统计公报数据显示，近年来我国学历教育在校生人数呈现稳步增长态势，如图2所示，2022年达到2.93 亿人，比2018年增加0.17亿人。用户的共性需求和多样化个性需求催生教育智能硬件品类和功能不断丰富。共性需求方面，各学段的学生对于优质教育资源访问、个性化学习指导、学习效率提升等需求持续旺盛。个性需求方面，学前教育用户主要侧重早教启蒙，以故事类内容点读播放、思维和兴趣培养为主；基础教育用户的需求主要聚焦在知识点学习和巩固，这两个学段学生年龄相对较小，家长也是教育智能硬件的使用者，具备家长管控、学习评价、进度跟踪等需求；职业教育、高等教育和终身教育用户，对学习内容的专业适配度需求较高。随着教育数字化发展，在线教学、OMO（Online-Merge-Offline，线上线下混合式）教学、双师课堂等教学模式逐渐成为新常态，需要学生平板、VR一体机、教育PC（PersonalComputer，个人电脑）等教育智能硬件的支持。 图2我国学历教育在校生人数统计 来源：教育部 二、个人消费类教育智能硬件产品分析 2.1产品概览 目前，个人消费类教育智能硬件产品众多，从与学习关联度出发，可分为学习指导类、素质培养和陪伴类两大类，覆盖在家、在校和外出等多种使用场景。表1对代表性产品的主要功能和使用场景进行了梳理。 表1主要个人消费类教育智能硬件 产品 使用场景 主要功能 学习指导类 学习机/学生平板 在家、在校 视频讲解、同步练习、错题整理、英语听说、口语测评 词典笔 在家、在校 字词句翻译、查词、口语测评 错题打印机 在家 打印、整理、分类错题、错题讲解、添加备忘录标签 单词卡 在家、在校、外出 单词同步、背诵设置、智能复读 智能作业灯 在家 照明护眼、学习辅导、远程沟通 素质培养和陪 点读笔 在家 句段篇点读、跟读对比、录音 早教机/故事机 在家、外出 内容播放、人机互动 教育机器人 在家、在校 编程能力培养 教育电子纸 在家、在校 阅读书籍、书写练习 伴类 儿童智能手表 在校、外出 语音通话、定位、移动支付 智能乐器 在家、外出 练习指导、音乐启蒙 除了上述主要产品，目前涌现出聚焦特定功能和场景的口算机、AI学习书桌、听力宝等新产品。口算机主要进行智能口算训练，通过加减乘除计算练习、混合计算、数字游戏、阶梯闯关、口诀记忆等多种方式帮助学生提高口算能力。AI学习桌在家用学习桌中嵌入了指尖点读、语音助手等AI伴学，以及智能护眼、坐姿自动检测、语音提醒等AI护眼和纠姿功能。听力宝聚焦语言学习中的听力和口语能力提升场景，具备海量中英文音频资源，通过情景对话、专项练习等多种方式助力学生的听力和口语水平提高。 2.2典型产品特征及发展态势 本节选取目前典型的个人消费类产品，从产品特征、功能特点和未来发展趋势等方面进行详细描述。 （1）学习机/学生平板 学习机/学生平板是当前最主要的个人消费类教育智能硬件产品，如上述表1所示，具备多种功能，市场空间较大，在个人消费类教育智能硬件整体市场份额中占比高达30%。 学习机/学生平板属于综合型个人教育智能硬件，具备如下特征：一是功能丰富，涵盖知识点讲解、配套练习、AI自动批改（包括选择、判断等客观题和作文等主观题）、口语测评、字词查询、家长管理、错题整理、视频通话等功能，部分产品兼容多种学习APP，支持 AI全科作业批改，还有的产品引入AI老师进行一对一指导，强化因材施教。二是资源海量，配备多学段多学科同步课程、中英文绘本和分级阅读、多种配套练习和讲解等内容，教育资源的质量和适配度是学习机/学生平板产品的关键竞争力，部分产品包括小初高全学科的课程内容，内置自研的AI互动课或名师讲解微课，为学生提供大量可选择的特色资源。三是形态多样，目前主流学习机采用学生平板形式，兼顾在家、在校和外出多种场景，部分产品以大屏桌面机形式呈现，聚焦在家场景，少数产品主打便携功能，通过缩小屏幕，将学习机与词典笔合二为一，方便学生随身携带，衍生出智能辅导机等细分品类。 学习机/学生平板的发展迄今经历了三个阶段：第一阶段聚焦优质内容资源供给，这是学习机/学生平板的基础核心价值，始终贯穿整体迭代演进过程，此阶段产品与用户交互的方式有限，主要以触屏选择、语音交互为主。第二阶段通过升级产品软硬件进行功能增强，此阶段疫情的爆发使得在线教学成为主要教学方式，加剧了用户对学习机/学生平板的需求，护眼和大屏成为“刚需”，护眼通过软硬件结合的方式实现，硬件方面，屏幕采用类纸护眼、高分辨率显示等最新技术，软件方面，增加使用时长管控和抖动提醒、距离提醒、安全角度提醒等坐姿监测功能。同时，课前预习、课程同步复习、家长管理、学情报告、作业批改等功能不断丰富，辅助学生学习的功能进一步加强。在第三阶段，知识图谱、AI算法等技术加速赋能，促进学习机/学生平板进行智能化迭代，动态学生画像、学习路径规划、个性化精 准教学等功能不断完善，产品从伴学工具向个性化导学过渡演进。目前处于第三个发展阶段，在AI大模型、大算力、大数据等快速推进下，ChatGPT等AIGC（ArtificialIntelligenceGeneratedContent,人工智能生成内容）技术将加快与学习机/学生平板融合，主要将从语言理解和内容生成等方面，推动人机实时交互方式、语言学习内容个性化生成等发生变革。 （2）词典笔 当前，词典笔是个人消费类教育智能硬件出货量排名领先的单品之一，从2011年我国第一款词典笔问世以来，迄今已有十余年的发展历史，并经历了多款产品的迭代。词典笔小巧便携，为学习英语、日语、法语等多种语言提供查询、翻译、讲解等功能，用户覆盖小初高、职校、高校等在校学生，以及自我提升的终身学习者。 词典笔主要聚焦语言学习，具有如下特征：一是语言学习功能丰富，大部分词典笔具备多种语言的扫描识别、字词查询和句子翻译等基本功能，内置多款字典、词典等数字资源，支持多种字体、字号、颜色和纸张类型，根据产品定位和目标客户的不同需求，还可具备语文的成语和诗词等查询、生词收藏、云端存储、听力练习、口语测评、语法分析、语音查译、文本摘抄等功能。二是词典笔离线状态下的功能强大，受益于OCR（OpticalCharacter