【人工智能】人工智能基础教育研究报告-36氪-201904.pdf
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1、2019.4培养专业AI人才,人工智能基础教育 任重道远36Kr-人工智能基础教育行业研究报告李晓晓2报告摘要人工智能在教育领域的应用促进着基础教育领域的革新。现阶段,在人工智 能基础教育领域,工具型辅助学习、人工智能学科教育和智慧校园的创业型 企业发展得较为完善。人工智能基础教育未来将发展成为完善的多层次的培养体系,同时,企业将从顶 层建立健全的人工智能基础教育框架,向综合性解决方案提供商性质的人工智能 教育企业发展。36Kr-教育新零售行业报告2019年4月随着核心算法的突破、计算能力的迅速提高以及海量互联网数据的支撑,人工智能在21世纪的头一个二十年终于迎来了质的飞跃,成为世界各国争相关
2、注和研发的焦点。人工智能在很多学科领域都获得了广泛应用,成为国际竞争的新焦点。2017年,国务院印发的新一代人工智能发展规划中提出,要在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地。在政策的支持下,人工智能教育企业遍地开花。目前,经营工具型辅助学习、人工智能学科教育和智慧校园的创业型企业发展得较为完善。工具型辅助教学:目前AI+大数据、知识图谱、语音语义识别、视觉识别等的应用逐渐广泛,线上教育产品趋于个性化。人工智能学科教育:以人工智能技术为依据研发出的一种学科类教学系统被称为人工智能学科教育,其主要表现形式有编程教育、航天教育、
3、机器人教育、创客教育等。智慧校园:将以大数据为基础的校园工作、学习和生活一体化,以各种应用服务系统为载体,使教学、科研、管理和校园生活充分融合。未来人工智能教育企业应该做的是,加强人工智能基础教育,依托丰富的教育资源,完善人工智能基础教育体系和综合服务解决方案,创新人工智能教育模式,加强人才储备和梯队建设,加快人工智能人才培养步伐,形成多层次的人才培养体系。目 录 Contents一、人工智能基础教育行业综述人工智能产业及人工智能教育行业发展现状定义行业痛点分析行业发展驱动力市场规模及预测投融资情况及投资风向二、人工智能基础教育模式分析总述模式分析 AI学科教育 AI辅助工具 AI智慧校园三、
4、人工智能基础教育未来发展趋势行业总结发展趋势预测 建设多层培养体系 构建体系化教学平台人工智能基础教育行业综述CHAPTER 1人工智能产业及人工智能教育行业发展现状定义行业痛点分析行业发展驱动力市场规模及预测投融资情况及投资风向5依靠核心算法的突破、计算能力的迅速提高以及海量互联网数据的支撑,人工智能在21世纪的头一个二十年终于迎来了质的飞跃,成为世界各国争相关注和研发的焦点。就目前中国的现状而言,对抗人口老龄化的压力、应对可持续发展挑战以及促进经济形势转型升级都需要人工智能科技的支持。从2015年开始,中国政府陆续颁布了相关的政策法规来支持人工智能的发展。36Kr-教育新零售行业报告201
5、9年4月1.1人工智能产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资及投资风向人工智能技术是人工智能基础教 育行业的发展基石人工智能产业及人工智能基础教育行业发展现状时间文件内容2015年5月中国制造2025首次提及智能制造,提出加速推动新一代信息技术与 制造技术融合发展,把智能制造作为量化深度合作的 主攻方向,着力发展智能装备和智能产品,推动生产 过程智能化。2016年1月“十三五”国家科技创新规划将智能制造和机器人列为“科技创新2030项目”重大 工程之一。2016年9月国家发展改革委办公厅关于请组织 申报“互联网+”领域创新
6、能力建设 专项的通知提到了人工智能的发展应用问题,为构建“互联网+” 领域创新网络,促进人工智能技术发展,应将人工智 能技术纳入专项建设内容。2017年7月新一代人工智能发展规划明确指出新一代人工智能发展分三步走的战略目标, 到2030年使中国人工智能理论、技术与应用整体达到 世界先进水平,成为世界主要人工智能创新中心。2017年12月促进新一代人工智能产业发展三年 行动计划(2018-2020)作为对新一代人工智能发展规划 的补充,详细规划了人工智能在未来三年的重点发展 方向和目标,每个方向的目标都做了非常细致地量化。国家推行人工智能技术系列重要文件到2030年我国人工智能核心产业规模将超过
7、1万亿元,带动相关产业规模超过10万亿元。36氪研究院认为,随着新一代人工智能发展规划的出台,市场将对人工智能在我国经济中的定位和重要性进行重新审视,人工智能将成为我国未来经济发展的中流砥柱之一。数据来源:36氪研究院根据公开 数据整理62019年4月人工智能在很多学科领域都获得了广泛应用,成为国际竞争的新焦点。2017年,国务院印发新一代人工智能发展规划提出,要在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科、培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地。在政策的支持下,人工智能教育企业遍地开花。目前,在工具型辅助学习、人工智能学科教育和智慧校园这些细分领域布局的创新型企业发
8、展较为完善。人工智能在教育领域的应用促进 基础教育领域的革新636Kr-教育新零售行业报告人工智能教育发展模式现状人工智能产业及人工智能基础教育行业发展现状1.1人工智能产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资情况及投资风向近年来,随着教育相关政策的支持和人工智能技术的不断成熟,人工智能学科教育迅速占领教育市场。人工智能学科类教育目前主要集中爆发在基础教育阶段,本篇报告的研究对象即为人工智能基础教育。 One工具型 辅助教学AI+大数据、知识图谱、语音语义识别、视觉识别等技术的应用逐渐广泛,线上教育产品趋于个性化。同时人工智
9、能+教育成为新的技术研发方向。Two人工智能 学科教育以人工智能技术为依据研发出来的一种学科类课程体系和教学系统被称为人工智能学科教育。其主要表现形式有编程教育、航天教育、机器人教育等。Three智慧校园将以物联网为基础的校园工作、学习和生活构成一体化环境,以各种应用服务系统为载体,将教学、科研、管理和校园生活充分融合。736Kr-教育新零售行业报告2019年4月我国人工智能市场规模逐年扩大,2018年产业规模达到200亿元以上,近三年的平均增长率均达到50%以上,具有稳定良好的发展趋势。7人工智能教育的市场规模与人工 智能产业的市场规模成正比人工智能产业及人工智能基础教育行业发展现状1.1人
10、工智能产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资情况及投资风向51.70 70.20 100.60 152.10 238.20 35.8%43.3%51.2%56.6%00.10.20.30.40.50.60.050.0100.0150.0200.0250.0300.020142015201620172018E2014-2018中国人工智能市场规模及预测市场规模(亿元)增长率(%)数据来源:中商产业研究院人工智能教育是教育发展的最近阶段,自2000年以来教育经过在线化和商业化的发展进入了当下的智能化时代。教育领域是人工智能向各
11、个行业渗透的重要应用场景之一,人工智能与教育的结合大大地加速了信息技术与教育教学的深度融合。教育行业的主流模式发展变迁驱动力:教育资讯内容、录播视频的线上化,低边际成本的规模化在线化(2000-2016)智能化(2016-2025)商业化(2006-2016)驱动力:商业模式和产品模式的丰富,移动和直播技术扩展了教学服务场景预测:人工智能技术与教学融合,将成为下一个核心驱动力836Kr-教育新零售行业报告2019年4月36Kr研究院认为人工智能基础教育就是人工智能技术对K12阶段教育产业的赋能。8人工智能技术在基础教育阶段的 应用被称为人工智能基础教育定义1.1人工智能产业及人工智能教育行业发
12、展现状1.2定义产 业 生 命 周 期在线化商业化智能化2000年2010年2016年2025年PC互联网 2001 沪江网 2003 中国教育在线录播视频 2005 新东方在线2009 宝宝巴士 应用类2006 Hinton提出深度学习录播视频 2012 MOOC语义识别 2011 校宝1Course 2012 深度学习算法在语 音和视觉识别上取得成功 2013 猿搜题 自适应 2013 英语流利说 语音识别2014 学霸君、作业帮 图像识别2014公立学校引入3D打印2016 Alpha Go战胜李世石2014 跟谁学教育 O2O2015 直播网校 2015 教育公众 号VR/AR (仿真
13、实验等)数据可视和洞察认知计算(复杂决策辅助)情感计算(学生情绪反馈)基因技术(天赋检测等)脑科学(大脑训练等)Google:2029年本.格策尔: 2025年AI达到人类智能高级机器人技术(陪伴教学机器人)教育转型向智能化教育方向发展数据来源:36氪研究院根据公开 数据整理我国教育信息化总体上已经渡过初期的“起步”阶段,进入初步“应用”与“融合”阶段,即运用新兴的信息技术,统筹规划、协调发展教育系统各项信息化工作,转变教育观念、内容与方法,以应用为核心,强化服务职能,构建网络化、数字化、个性化、智能化的现代教育体系。现阶段我们将之分为三个体系。936Kr-教育新零售行业报告2019年4月体系
14、一人工智能辅助教学工具型教育体系。在人工智能教育政策引导下,各项技术在教育行业深入应用。据36氪研究院教育新零售行业研究报告显示,人工智能多项技术被运用到教学和辅助教学环节。9人工智能技术在基础教育阶段的 应用被称之为人工智能基础教育定义1.1人工智能产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资情况及投资风向人工智能学科教育通过数学、物理、生物、化学等交叉学科培养学生逻辑思维能力和数理分析能力;通过科学、信息技术、劳动技术、通用技术等课程培养学生的编程能力,进行人工智能科普创作。校内课程参加人工智能相关的科普讲座,参观科技馆、博
15、物馆、企业、科研机构实验室等,组织机器人、编程社团活动。 校内外活动体系二人工智能学科教育体系。人工智能是一个综合性学科,主要包含数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学等学科专业教育的交叉融合。人工智能教育即在校内外开展培养学生科学思维、逻辑思维和信息素养的教育活动。体系三人工智能智慧校园教育体系。智慧校园即利用人脸识别、语音识别等人工智能技术为学校提供校园安防、课堂管理、支付消费等一体化解决方案。1036Kr-教育新零售行业报告2019年4月在对基础教育阶段人工智能学科普及教育的布局上,国外比国内更加全面和体系化。而现阶段,国内主要以政策驱动为带头,技术和资本正在加速布局。目前,在人工智能
16、赋能教育的三大体系下主要有以下五个方面的应用: 自适应/个性化学习;虚拟导师;教育机器人;基于编程和机器人的科技教育;基于虚拟现实/增强现实的场景式教育。美国的“DreamBox Learning“、英国的“Whizz Education”、美国的“CogniToys”、加拿大的“EZ-Robot”、爱尔兰的“Immersive VR Education”分别是这几个领域内比较具有代表性且发展较为成熟的企业。这些教育企业具有自己独立研发的教学内容或者智能硬件,在软件研发、计算机编程、算法设计、机器人设计方面也都具有完备的课程体系。10在人工智能技术赋能教育方面, 西方国家起源较早,应用较好人工
17、智能基础教育行业痛点分析1.1人工智能产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资情况及投资风向发达国家基础教育阶段人工智能普及教育的布局顶层设计:出台全方位、体系化、可操作的政策 注重跨领域跨部门的多方协作 开展丰富多彩的科普活动和主题项目 充分调动社会各方力量加强师资培训和能力提升 开发并提供多种教学内容和资源 1136Kr-教育新零售行业报告2019年4月11在人工智能技术赋能教育方面, 中国后来者奋起直追,效果显著人工智能基础教育行业痛点分析1.1人工智能产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行
18、业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资情况及投资风向人工智能技术在基础教育领域的应用以及人工智能学科教育,无论是在起源时间、技术还是应用学科层面国内和国外的确存在差异,但是中国企业发展迅速。中国在2011年开始陆陆续续将语音语义识别、图像识别、自适应等人工智能技术应用到教育教学方面,自 2015 年起少儿编程在国内零星出现,并于 2016年呈燎原之势迅速发展。编程教育兴起为中国人工智能学科教育拉开了帷幕。自此,第一拨的编程教育企业、教育机器人企业以及基于编程和机器人的科技教育企业迅速崛起,占据先发优势。总的来说,与国外领先的技术开发与应用相比,国内的教育企业在技术上仍需投入更多的精力,社
19、会各界也应该积极参与、加大支持力度。国内外人工智能基础教育对比核心技术技术应用代表企业国外自适应、AR/VR、编程 /机器人信息论技术、贝叶斯理论、知 识空间、遗传算法等Knewton、Realize it、 EZ-Robot、Immersive VR Education等国内智适应、算法、数据、 计算机器学习、语音识别、图像识 别、智能感知、自然语言处理、 云计算等乂学、优必选、作业帮、 猿辅导等国内编程视觉技术、伺机服务、定位导 航、物体检测、运动控制、视 图问答、图像描述等优必选、乐博乐博、童 程童美等1236Kr-教育新零售行业报告2019年4月人工智能在教育领域的落地应用是大势所趋。
20、在我国,2011年人工智能技术正式开始运用于教育行业,行业发展年限短、创业企业数量激增,但是专业性不够深入、综合性服务商较少、智能技术和创新教育结合不够紧密都是行业发展的现状。目前已有的智能教育产品主要是以第一个体系为主,包括拍照搜题、分层排课、口语测评、组卷阅卷、作文批改、作业布置等工具,这些工具应用了先进的人工智能技术,但应用场景只停留在学习过程的辅助环节上,而不会直接带来教学质量和效果的提升。在教育产品的体系化标准化、教学质量、学科的丰富性、科学兴趣培养上并没有大的帮助,对学生的综合素质和素养的培养也起不到作用。而从发展目标、应用的核心技术、学习方式等方面来看,现阶段的教育应该向智能化、
21、融合化、个性化与开放的趋势发展。在社会需求层面,第二个体系的人工智能学科教育才是社会发展最迫切需要的。人工智能学科教育将VR/AR、编程教育、机器人技术、信息技术等作为学习的内容。但是在调研过程中36氪发现,人工智能学科教育的标准化还将是个长期的问题,目前行业内没有教育部发布的相关课程标准及考核标准,缺乏体系化的教学方案,给行业发展带来了重重阻力。12综合性人工智能教育科技企业少 ,市场缺乏标准化的行业规范人工智能基础教育行业痛点分析1.1人工智能产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资情况及投资风向1336Kr-教育新零售
22、行业报告2019年4月人工智能技术虽然一定程度上缓解了教师数量质量不足与学生教学需求量矛盾,但是在科学教育的相关学科教学方面,现有教师的知识素养和综合教学能力跟不上技术的发展,无法满足市场的需求。教师日常工作主要包括教研、教学、测评以及学生管理。现阶段,测评以及学生管理工作已经有几十家企业在提供相关的服务,但是在教研和教学上,拥有完善的、系统的、标准化的教学产品和教研团队的企业相对较少,尤其是在人工智能学科教育领域,教学胜任力受学科背景和经验影响大,教师教学经验不足,近半数教师只有不到1年经验。13具有综合学科能力的师资稀少, 且师资培养培训机制需完善人工智能基础教育行业痛点分析1.1人工智能
23、产业及人工智能教育行业发展现状1.2定义1.3行业痛点分析1.4行业发展驱动力1.5市场规模及预测1.6投融资情况及投资风向57.1% 21.4%11.4%10.0%人工智能相关内容的教师胜任度基本胜任有点不胜非常胜任非常不胜任数据来源:中国青少年科技辅导员协 会,中小学阶段人工智能普及教育 现状调研报告 ,36氪研究整理另外,从师资培训培养体系方面看,目前人工智能方面专业化师资培养体系尚未建立,一线教师在知识储备、 教学方法、实践经验方面严重欠缺;一线教师在人工智能教育方面的实践机会较少;相关教育机构无法为教师明确职业发展路径,影响师资队伍的稳定性。目前我国在相关师资力量储备、 教学实践、专
24、业发展指导方面还有待进一步完善。 综上,未来师范院校需设立特定的专业来培养具有综合学科知识和教学能力的人才,建立优质教师人才储备库;人工智能科学教育企业需积极地为公立学校提供系统的培训,帮助教师们在专业素养之上再提升知识水平。1436Kr-教育新零售行业报告2019年4月人工智能基础教育在普及发展的过程中,缺乏贯穿各学段系统性的课程体系和完善的课程配套设施,发展阻力明显。从课程体系方面看,首先,教育部尚未推出教材编写方案。课程体系是全国统一教材、地方制定教材、还是校本教材都需要进一步研讨;同时,如何设计跨学科的课程体系,处理好与现有学科的关系,避免重复设课也依赖于有关部门制定标准;其次,贯穿小
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- 人工智能 基础教育 研究 报告 36 201904
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