AI会是学习机发展的“通用解”吗？

从“照本宣科”到“别开生面”，学习机一路走来

编者按：本文来自微信公众号 黑板洞察（ID：heibandongcha），创业邦经授权转载

导语

近几年，我国教育智能硬件市场的蓬勃有目共睹。据去年腾讯研究院、艾瑞咨询等机构联合发布的《2021 年中国教育智能硬件趋势洞察》显示，教育智能硬件预计将在未来两年达到近千亿市场规模。这些琳琅满目的教育硬件中，搭载 AI 技术似乎已成行业标配，产品几乎都在清一色地向精准化、个性化、智能化的理念靠拢。其中，学习机这类产品最为典型，在 AI 技术运用上更是有过之而无不及。

01 时代背景下的产物，学习机的“三阶形态”

回顾整个学习机行业的发展，广义地看，如果从上世纪 90 年代初的“小霸王学习机”开始算起，那么学习机的概念在我国已有将近 30 年历史。但如果将目光聚焦到当下行业形成普遍共识的平板式学习机上，其可分为三大发展阶段，概括起来分别是“电子教辅”平板阶段、“网课学习”平板阶段以及“AI 学习机”阶段。

“电子教辅”阶段，学习从校园走入家中

早些年间，孩子的学习主要有赖于校内教师的教学讲解，放学回家后在校外则显得有些束手无策，几乎找不到规模化成体系的资源可供学习。介于此，“电子教辅”学习平板便应运而生。这一阶段的学习机，形态类似于早期的黑白电子词典，主要依靠丰富的学习资源来吸引家长为孩子购买。软硬件组合上，基本以“平板+学习资源”的形式存在，孩子可利用内置的一些电子教材、电子教辅以及录制的视频课等资源完成学习。知识传授角度看，虽然这种资源单向输入的方式存在一定的劣势，无法自己左右学习机的知识内容，也无法给孩子学习情况做出及时有效的反馈，更无法规划适合的学习路径。但在当时，将学习资源从校内课堂“搬入”校外家庭，已经是一步不小的跨越，很大程度满足了家长和孩子的需求。

“网课学习”阶段，自主选择成为写照

伴随移动互联网和在线教育的快速发展，网课学习平板开始涌现，学习机也顺势进入了第二个发展时期——“网课学习”阶段。这一阶段的学习机，主要以“平板+学习资源+在线学习 APP”的形式存在。孩子不仅可以利用已有的内容进行学习，还可通过内置的各类 APP 在网上学习，满足在线教育的需求。具体实现的方式是在学习机里提供一个应用市场，里面有大量在线教育 APP 可供家长和孩子自主选择。但值得注意的是，这些服务一般由第三方开发提供，需要额外支付费用。目前来看，“网课学习”阶段学习机的学习方式已比较接近孩子在校时的场景，相当于将线下课堂搬到了线上，将辅导教师请到了家中，在时间和资源两方面优势十分明显。最重要的是，孩子可以根据教育应用市场，相对自由的选择学习内容，大大提高了学习机利用效率。

“AI 学习”阶段，因材施教不再空谈

到了近几年，随着数字化时代的来临，AI及大数据技术的广泛应用，学习机正式迈入全新的发展时期——“AI 学习”阶段。此阶段的学习机仍以平板作为主要特征，但硬件水平上已趋近于主流消费电子平板参数，且在功能和内容上拥有独特之处。最显著的特征即通过 AI 技术赋能，能在原有学习资料供给的基础上，帮助孩子快速、精准地找到薄弱项，有针对性地提升学业水平。目前，AI 领域已有三项技术深度应用到教育教学中，分别是语言学习技术、数据采集和汇集技术、智能评价技术，这些技术也是 AI 学习机发展的基础和应用的方向。

图源：《AIED技术提升初中生数学运算和直观想象素养的实证研究》阶段性研究报告-AI在教育中应用的框架模型具体来看，语言学习需要一个非常仿真的环境，才能帮助学习者更加快速的提升语言能力，而 AI 恰恰可以帮助构建一个中文、英文等多语言学习的标准环境；数据采集和汇集是利用图像识别、语音识别等 AI 技术，使学习的各类场景行为转换成可视化数据，把孩子学习中的重要过程（作业或考试中出现的问题、错误）详细记录下来；智能评价技术则是对孩子学习中的种种行为进行精准评价，系统地完成一个全面的闭环评测，以帮助孩子构建属于自身的学习画像，进而提供更加个性化、分层次的学习模式。综合 AI 技术在教育领域的应用现状，再结合疫情常态化及“双减”政策背景分析，孩子接受线下校外培训的空间和机会或许将越来越少，使用 AI 学习机学习似乎成为一种不错的选择。

02 行业活力十足，但仍需面对挑战

市场格局看，目前我国学习机市场主要由老牌厂商和行业新锐构成。其中，老牌厂商包括步步高、优学派、读书郎等，行业新锐主要是以科大讯飞、希沃、网易等为首的企业。尤其在在《智能硬件产业创新发展专项行动（2016-2018 年）》《教育信息化 2.0 行动计划》等利好政策推动下，AI 学习机作为教育交互数据的高度集合体，愈发受到各类教育或泛教育企业青睐，纷纷入局并加码研发力度。仅看近两个月，已有多家厂商推出自己的 AI 学习机新品。5 月，北京未来猫科技有限公司发布“未来猫 AI 智能学习机”，官方称是国内首款元宇宙概念的专业数学学习智能硬件；6 月底，科大讯飞发布两款学习机新品——AI 学习机 X3 Pro 和 AI 学习机 Q20，同时宣布与国际标准化组织专家、教育信息化技术标准委员会委员吴永和共建“AI 学习机”标准；本月初，网易又推出“有道 AI 学习机 Y10”，宣称内置专属中国儿童的分级阅读体系，可 100% 覆盖中小学课标话题。可见，目前的学习机市场活力相当旺盛，各大厂商几乎都在围绕“AI”这个点展开作文章，布局自己的教育智能硬件体系。但与此同时，行业新事物、新动态所带来的新问题、新挑战也不容忽视。首先，要面对 AI 技术自身发展瓶颈的问题。目前 AI 技术应用面临的挑战，主要包含标注训练数据、大量全面的数据获取、输出结果的解释以及学习的普遍性等。映射到 AI 学习机主要体现出以下几处痛点。其一，题库资源本地化不匹配，地方针对性不强；其二，对主观题判断不够准确，可能在“一题多解”情况下产生误判偏差；其三，对孩子自控能力要求较高，如何帮助孩子养成自主学习能力。针对上述这些痛点，一些厂商已经能够基于区域图谱、知识图谱以及最近发展区理论的路径规划算法，找出当前适合孩子学习的知识点，再结合知识点之间的逻辑关系和习得顺序，为孩子推荐出最优学习路径。并在网站访问和应用下载环节也做出了有针对性的设置，需经过家长批准才能有权限访问下载。科大讯飞 AI 学习产品总经理翟吉博表示，其实经过多年发展，学习机本质上还是以平板的形态存在，对一些以前从事教培但现在转型做硬件的企业来讲，是可以直接找到成熟的方案商或者供应链的，硬件门槛并不算高，更大的壁垒还是来源于软件和内容这部分。在软件环节，因为教学内容必须要同 AI 算法学习方案深度的融合，所以自研一套软件体系需要大量的时间，至少需要 5 年以上的经验积累，才能最终达到自我完善的效果，投入应用于孩子自主学习的实践当中。其次，目前市面上打着“AI”旗号的学习机产品越来越多，售价在一千元到几千元不等，功能也是五花八门。但有些产品顶着“智能”之名却名不副实，单纯利用“AI”作为卖点和噱头，一味地堆砌资源和整合三方应用，在技术上却浅尝辄止，没有实际突破创新。市场的鱼龙混杂，势必对家长选择购买时造成极大的障碍，稍不注意就会吞下“赔了孩子又折了钱”的苦果。所以，我们看到了类似科大讯飞 AI 学习机“4+1”标准的出现。相关标准的建立，使用户对 AI 学习机这类产品有更直观全面的认识，在购买时获得更多有价值的参考。此外，从企业角度出发，更多的开放和共享这些“标准”，不仅有利于自身反思进步，对行业整体的健康发展也起到积极作用。可以预见，随着市场规模的逐步扩大，未来 AI 学习机的行业标准还将不断被定义和规范。当下，标准制定的维度大多集中在 AI 和教育怎么相结合这个议题上。对于孩子自主学习、因材施教个性化学习方面还有所欠缺。如果从这个维度思考，行业还有更广阔的上升空间。

03 AI 或许不是“唯一解”，但一定是未来发展方向

未来，AI 技术或许不是学习机前进发展的“唯一解”，但至少是当下众多厂商的“通用解”。这一点，从越来越多者厂商或专家将 AI 技术带入到学习机领域，不断激起行业“水花”，便可窥见一二。

信息化时代下，知识的获取和传授已发生深刻变革，传统的教育理念、教育体系、教育内容等不再适应个性化的学习需求。尤其孩子家庭学习场景中，家长往往不具备系统的知识体系，不知道该如何进行辅导，孩子也会时常产生“学什么”、“从哪学”、“怎么学”的困惑。那么，主打 AI 精准学、学情分析诊断、个性化推荐等智能功能的 AI 学习机就有了用武之地。

据《2021 全球人工智能教育应用落地研究报告》显示，家庭教育场景中“新时代家长”和“新时代孩子”对智能学习产品的需求已发生变化，“新时代家长”更注重科学教育理念和亲子教育互动，而“新时代孩子”更具有独立自我意识，愿意表达，希望得到尊重。

而 AI 学习机通过 AI 技术赋能教育，可帮助孩子快速、精准地定位薄弱项，提炼同步出知识点及考点，有针对性地提升学业水平，进一步提高学习效率，真正做到软硬件一体化。更重要的是，其能在原有学习机资料供给的基础上，着重培养孩子自主学习的习惯和能力。正如著名教育学家陶行知先生所说“好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学”，AI 学习机在这方面拥有不错的天赋。

最后从国家政策导向上讲，提升整体的教育质量是必然要求，立德树人面向未来培养人才也是国家所需。国家明确提到是要用信息化的手段，用 AI 的技术来赋能教育，再结合国家双减背景分析，AI 学习机这类教育智能硬件产品在家庭教育这类的校外场景有不错的应用空间，能够发挥不小的作用。

结语

从当初以文曲星、小霸王学习机为代表的教育硬件，到后来基于安卓系统开发出教育教学 APP 的平板，再到如今以 AI 核心为亮点的 AI 学习机。我们经历了学习机一代又一代得更新，也见证了行业不断走向规范化、标准化。但未来，不论行业走向何方，产品形态经历怎样变化，教育的本质不应被遗忘和摒弃，相信经过各方持续努力，AI 学习机乃至整个教育智能硬件行业还将迎来更长远的发展。