教育智能硬件开发与市场用户调研

　　教育智能硬件的概念分类
　　教与学过程中使用的各类功能与连接智能化的信息交互终端
　　教育指的是所属领域，教育智能硬件是由消费电子领域延伸到教育领域，并作用于教学过程的产品；智能指的是能力特征，首先要求功能的智能化，即传统教育硬件的智能化升级。其次要求连接的智能化，即可通过无线、蓝牙等与其他硬件相连；硬件指的是产品形态，即可直观感知和操作的智能终端，是信息资源的载体、信息交互的媒介。由此，教育智能硬件指的是教与学过程中使用的各类功能与连接智能化的信息交互终端。按使用主体可分为教师用智能硬件和学生用智能硬件，按领域可分为消费级和机构级。本报告对多种类型产品都有涉及，其中以学生使用的消费级教育智能硬件为重点研究对象。
　　教育智能硬件本质是教学介质的革新升级
　　从狭义上理解，教育是知识和文化的传承，而对教育智能硬件来说，真正有意义的不仅是信息和内容，其价值同样体现在教学介质的属性及由此带来的可能性和教学变革。脱离数字技术的影响，从传统的教育场景来看，在师生之间充当教学介质的主要是黑板、书、本三类，黑板主要作为老师的展示介质，书主要作为知识内容的载体，本主要作为学生练习的介质。现有教育智能硬件基本上可以视为是对这三类教学介质的革新升级，其价值路径首先体现在教学介质的升级，其次是教学资源的整合，最后是教学效率的提升。举例来说，如交互白板首先是黑板的数字化升级，其次是课件、教学工具的资源整合，最后是对师生课堂互动效率的提升。又如扫描笔首先是词典的数字化形态，其次是多版本词典、英语教材的资源整合，最后是学生查词翻译、发音练习效率的提升。
　　行业背景政策驱动
　　双减政策下优质教育需求不变，教育服务供给端转换升级
　　双减政策下，学科内容培训受到严格限制，但学生和家长对优质教育的需求不变，由此引发了教育服务供给方的转变，体现在教育服务模式和教育内容两个方面。在教育服务模式上，双减政策以后，大班课、双师课程、1V1课程等学科内容培训难以为继，相比之下，教育智能硬件具有高效整合资源、提高学习效率的优势，其工具属性得到进一步凸显，可在一定程度上缓解家长和学生的教育焦虑。在教育内容上，双减政策影响下，素质教育的推广和发展得到进一步的重视。素质教育涵盖德、智、体、美、劳等多个维度，有着综合性及灵活性较强的特点，通过教育智能硬件进行多感交互更有利于学生综合素养和动手能力的提升，教育智能硬件的合理应用成为推动素质教育发展的重要力量。
　　教培基础与电子元器件实力推进，物联网与数字化大势拉动
　　技术的驱动因素，来自于推、拉两方面的合力。从技术发展推力来看，在硬实力方面，我国是电子元器件第一大生产国，有着较为完整的电子元器件工业体系，基本可以覆盖现有的市场需求，同时，5G、OCR识别等技术的发展，也有助于智能硬件的普及和使用体验的提升；在软实力方面，中国教培行业的深耕积累了深厚的内容研发能力和优秀的教师服务能力，同时在近两年资本的追捧下，技术公司的软件研发能力也进一步提升，直播录播、答疑平台、学习工具等教育软件层出不穷。
　　从技术发展需求来看，物联网的发展需要各个领域智能硬件的交互和协作，教育作为重要的领域，未来需求量可观，同时教育的数字化转型除需要数字化资源以外，学生高频使用的学习设备、文具教辅等都呈现数字化的发展趋势，其形态也多体现为教育智能硬件。在技术发展推、拉两方面的合力中，教育智能硬件迎来了值得期待的发展前景。
　　疫情抑制居民消费，但家长的教育智能硬件消费预期仍乐观
　　自2020年新冠疫情爆发以来，居民人均消费支出占可支配收入比例明显下降，随着2021年疫情平缓和2022年的散点爆发，支出占消费比例波动下降，教育文娱占消费支出的比例也呈现同等的下降趋势。总体来看，在疫情影响下，居民总体消费和教育文娱消费都呈现降级态势，花钱趋于保守谨慎。但据调研数据显示，持有教育智能硬件的家长用户在该方面的预算不降反升。其中，教育智能硬件支出比例超过30的家长用户将由目前的16。3提升至将来的29。5。总体来看，在疫情影响、消费降级的背景下，家长对于教育智能硬件产品仍保持积极态度。
　　消费级市场431亿，综合类与单功能类产品渐成势均力敌之势
　　从综合类品类来看，受疫情及双减政策影响，学生平板供需双方呈爆发式增长，推动了综合类产品市场空间的进一步激活；同时，智能作业灯尚未找到健康的盈利模式；学生PC市场认知度和市场空间仍未打开；早教机受新品类冲击处于缓慢发展期。从单功能品类来看，扫描笔沿袭黑马特质，继续呈高速发展态势；错题打印机和电子单词卡发展前期势头强劲，但后劲略显不足；智能乐器逐渐受到市场关注，发展潜力较大；儿童智能手表的渗透率总体较高，随着出生率的下降，未来可能呈负增长态势。总体而言，综合类与单功能类产品渐成势均力敌之势。
　　市场现状产业链
　　以硬件终端为载体，适配相关内容技术，布局线上线下渠道
　　教育智能硬件的上游主要为基础的软硬件供应商，其中硬件相关的厂商主要由元器件、中间件供应商以及代工厂商组成，他们向中游硬件终端厂商提供原材料采购、产品生产等服务；软件相关的厂商主要为向中游提供通信、云计算、AI以及大数据等技术的服务商。中游为教育智能硬件的品牌商，当前的主流品类多服务于学前幼儿与中小学生。在下游销售环节，教育智能硬件布局全渠道营销，通过直销和经销渗透线下卖场，借助直播和社交创新线上电商。
　　学生平板演进历程
　　由资源、效率为中心向学生为中心的累加迭代
　　学生平板的演进呈现出内容聚合、功能完善、因材施教的累加迭代演进路径，其中优质内容聚合在平板迭代演进的过程中，始终提供基础价值。在第一阶段，由于数字学习资源尚未普及，优质内容在平板上的聚合发挥核心价值，对于三至五线教育资源匮乏的城市其价值更甚。这一阶段，人与硬件的交互形态也较为简单；
　　在第二阶段，内容数字化已成为所有厂商的选择基本动作，随着软件技术及服务的升级，作业批改、学习管理、家长监管等工具属性凸显。疫情影响下网课需求的爆发，也进一步凸显了学生平板的大屏及护眼价值，同时对于一线、新一线、二线教育资源丰富的城市而言，解放家长、提高学高效率的功能更受青睐。此时，无人机可以通过摄像头进行简单的动作交互；
　　在第三阶段，数字化内容和效率工具在必要性上已达成市场共识，学生平板更多依赖AI、算法等技术，同时辅以真人老师的线上服务，逐渐触及因材施教的终极理念。在交互形态上，搭配智慧眼等配件逐渐实现了指尖查词等更丰富的动作交互，交互过程趋于无感化。
　　雨后春笋：多因素复合下综合类产品供需双方的爆发增长
　　学生平板在当下的火热受到疫情、政策、技术多方因素的复合影响，可看作教育智能硬件市场火热的缩影，学生平板也具有承接用户高需求、市场高期待的品类特性。在疫情、政策、技术推动下，供需双方相互影响推动了品类的火爆，传统厂商、转型厂商、新晋厂商动作频频。如双减政策影响下，从需求方来看，内置教育资源的学生平板成为了部分家庭教育焦虑转移的出口。从供给方来看，教育智能硬件成为了传统教培机构、在线教育企业转型发力的方向，而学生平板因其市场空间大、客单价高、综合性强等特性，成为各厂商关注的重点品类。
　　作业灯演进历程
　　附加教育属性切入桌面场景，交互形式不断丰富
　　护眼台灯本不具有教育属性，但是作为桌面场景下的高频使用硬件，演化过程中教育属性逐渐清晰，互动形式也趋于丰富。从功能演进来看，最初的照明护眼功能主要作为教育类硬件切入桌面场景的入口，性能不求最好但求够用。在智能化的演进过程中，护眼灯逐渐具备了亲子沟通陪伴、音视频通话、语音交互等功能。随着教育属性的进一步凸显，护眼灯演变为作业灯，具备了丰富的教学资源以及作业批改等功能。从交互形态演进来看，语音问答交互是教育属性体现的起点；随着屏幕交互功能的增加，护眼灯成为了真正意义上的作业灯，作业批改、自主学习等功能得以实现；AR投影、OCR识别等前沿技术的融合，进一步革新了作业灯的交互形态，使得手势等动作交互成为可能，作业灯下的学习交互得以脱离屏幕依赖，变得更加自然且更具沉浸感。
　　进退维谷：作业、家教场景被限制，以亏损换增长的模式难续
　　智能作业灯作为一个全新的品类，是教育智能硬件厂商的一次积极探索，产品聚焦于家庭作业和家长辅导的刚需场景，上市伊始便吸引了众多目光，引发了部分厂商的跟进，但全新的品类本身就意味着前期较高的市场教育成本，多功能的聚合也使得产品造价较高，潜藏着难以通过硬件盈利的风险以及对增值服务盈利模式的依赖。双减政策的到来，恰好精准切断了这一盈利模式，家庭作业逐步减负、拍照搜题功能被禁止、学科类课程难以转化、家教资质及授课时间受到限制，新的盈利模式亟需探索。但从产品特性来看，作为护眼灯其价格偏高，作为学习机其屏幕偏小，作为社交平台则面临教育场景下的刚需性不强的难点，通过AR投影等技术创新的方式提升体验或许是一条可行的路径，但仍需验证教育类重视内容价值的智能硬件为科技体验付费这一逻辑的可行性。
　　点读笔、扫描笔发展态势
　　推陈出新：新旧品类之间，相似产品逻辑的功能延伸与替代
　　点读笔和扫描笔都是对人手部动作的数字化延伸，点读笔侧重点的动作，扫描笔侧重选的动作，其核心都是借助简单手部动作进行高效的数字资源获取，产品本身的技术、内容壁垒都较低。从用户范围上来看，点读笔以38岁的幼儿为主，需搭配绘本、课本或带有二维码贴纸的普通书本进行学习，以语音输出为主。扫描笔用户范围更广泛，以小初高学生为主，且介质依赖较弱，交互形式更多样。在相似的产品逻辑下，随着OCR识别等技术应用的进一步成熟，作为新品类的扫描笔对作为旧品类的点读笔在功能上进行了进一步的拓展延伸、用户群体进一步扩大、交互形式也更加丰富。从当下的趋势来看，扫描笔对点读笔呈现出替代趋势，这也体现在点读笔的销量趋于下滑，而扫描笔的销量持续上升。
　　智能手写笔发展态势
　　趋于成熟：技术发展与成本降低背景下，规模化应用成为可能
　　智能手写笔主要指面向学生群体，通过点阵、电磁等技术，对普通纸张上的书写痕迹进行信息采集的智能笔。点阵笔和电磁笔分别通过暗码识别和电磁感应等技术实现笔迹数据的高效、实时采集，具有不改变自然书写习惯、视力保护、常态化数据采集、应用场景丰富等诸多优势。目前，江西省已实现了老师端作业批改的大规模应用，实现了作业的减负增效，全省覆盖率达80，成功入选教育部双减典型案例，用事实验证了点阵笔应用于智慧作业场景的可行性。随着OCR识别技术、点阵铺码技术的成熟，教辅、作业铺码成本、智能笔制造成本的进一步降低，更大范围的规模化应用将成为可能。
　　便携式单功能产品发展态势
　　传承创新：兼具刚需、便携、低价等特点的单功能品类崛起
　　儿童智能手表作为当前渗透率较高、销量较大的传统品类，兼具刚需痛点满足与便携性的特点，家长可以随时与孩子沟通、确认位置与安全，同时，作为强工具属性产品，硬件本身不依赖内容资源，且功能相对简单，使得儿童智能手表的造价不高，可以通过硬件本身盈利。新兴品类如扫描笔、错题打印机、电子单词卡等，传承了儿童智能手表这一优势特性，寻找到更多的创新场景，如查词翻译、错题整理、背单词等，通过轻巧易携带的产品设计赋予产品场景穿越能力，同时随着技术应用逐渐成熟，且产品功能更聚焦、售价更低，使得便携式单功能产品成为当下教育智能硬件市场中的黑马，销量可观。同时，由于这类产品标准化程度高，技术及内容壁垒较低，行业内各厂商跟进的门槛也较低，使得市场快速走向成熟，竞争激烈。
　　国内外品类差异对比品类分布
　　国内学科类为主，重内容效率VS国外素质类为主、重交互体验
　　就消费级市场而言，国内外的教育智能硬件品类分布有着明显的差异。首先从品类丰富度来看，相比于国外市场，中国教育智能硬件品类众多。从聚焦领域和品类成熟度来看，中国以学科类教育智能硬件为主，更重视教学内容的丰富和学习效率的提升。如学习平板经过不断迭代，细分类型及成熟度相比国外更高，同时有着电子单词卡、错题打印机、智能作业灯等创新品类，唯独在学生PC这一品类上，相比国外应用还处于初期。国外以素质类产品为主，更重视学生的交互体验，如类型丰富、应用更成熟的教育机器人等，但中国在早教机、点读笔、儿童智能手表方面也相对成熟。
　　用户类型
　　地方学校（教育局）及家长用户是产品购买的主要决策者
　　教育智能硬件的使用场景可划分为两大类：校内场景及校外场景。校内场景中，智能硬件的购买决策方通常为学校校长或当地教育局，使用方主要为教师及学生，教育智能硬件在此场景主要起到提升日常教学及师生互动效率的作用。家庭场景中，智能硬件的购买决策方通常为家长，使用方主要为学生。在两类场景中，产品的购买决策方并不是产品的实际使用者，但是他们能够深入了解使用方的需求，同时又有一定的购买能力。因此，本报告将教育智能硬件用户划分为两类：学校端用户及家庭端用户。由于面向家庭端的教育智能硬件产品类型相对更丰富，本次报告的用户洞察部分将聚焦于家庭端用户。
　　选购类型
　　学生平板最受欢迎，笔、表、灯类产品持续火热
　　学生平板是最受家长欢迎的教育智能硬件产品，购买过教育智能硬件产品的家长中，约七成家长选择购买学生平板，远高于购买其他产品的家长占比。处于第二受欢迎梯队的产品为点读笔、儿童智能手表、扫描笔及智能作业灯，约三成左右的家长购买过。处于第三受欢迎梯队的产品为早教故事机、错题打印机、电子单词卡及听力宝，约一到两成的家长购买过。购买教育机器人、智能手写笔及学生PC的家长较少，主要因为教育机器人及智能手写笔目前多由学校或是机构购买，而学生PC作为比较新兴的品类，仍在初期推广阶段。
　　自主学习场景需求
　　提升学习准确性、积极性、合理性，形成良好学习生活习惯
　　如前文所述，家长在不同自主学习场景下的痛点各不相同，综合所有细分场景来看，家长在自主学习方面最突出的三个痛点是：1）孩子在朗读背诵时发音不准确；2）孩子在做作业时注意力不够集中；3）孩子坐姿、用眼习惯不好，家长很难实时监督提醒。家长对孩子使用电子产品方面也充满担忧：害怕孩子长时间看电子产品影响视力，担心孩子沉迷电子产品耽误学习。此外，家长希望孩子无论是在预习复习方面，还是在朗读背诵方面，都能更加有规划性，不要盲目学习。
　　产品间相互配合，为孩子自主学习提供全方位的帮助；家长目前对作业灯、平板产品最为满意
　　智慧作业场景需求
　　科学布置、有效监督、提升效率、精准讲解是核心
　　减轻义务教育阶段学生作业负担是双减中的重要一环，自提出后，各地区有关部门纷纷出台实施细则，在健全作业管理机制、分类明确作业总量、提高作业设计质量以及加强作业完成指导等方面对学校及教师提出了要求。在此背景下，教师在布置作业方面需要减量提质，不能简单地实行题海战术。除此以外，教师在监督学生写作业、自己批改作业以及挑选合适题目进行讲解方面仍然存在诸多痛点：1）难以监督学生写作业的过程，抄作业的情况时有发生；2）批改作业中有较多重复性、易出错的工作，占据教师过多时间；3）教师多靠主观感受决定讲解哪些问题，缺少科学的统计。
　　智慧作业解决方案
　　1）助力教师轻松进行作业分层；2）收集使用数据实时监督作业完成情况；3）智能批改减轻教师压力，统计学情更精确
　　教学互动场景需求
　　线下教学追求锦上添花，线上教学期望还原传统场景
　　教师期望在传统线下教学中的教学互动受众面更广、反馈更全面以及互动形式更多样有趣，这不仅需要教师不断提升个人能力，也需要相关教育产品为教学互动的开展提供更多可能性。在疫情防控常态化背景下，线上教学仍发挥着重要的作用。以各类会议软件为基础的线上教学只满足了教师提问的互动需求，对于在线下教学活动中经常应用的对视、敲黑板、手势互动等基础互动需求的满足程度较低。同时，由于教师多借助通用型软硬件产品开展线上教学，此类产品缺乏更有针对性的服务于教学场景的产品功能，很难满足教师更高级的教学互动需求。
　　教学互动解决方案
　　硬件作为终端解决信息展示、直播上课问题，教学互动的核心仍在于丰富的软件应用工具
　　行业趋势展望
　　产品功能：硬件或成为标配，综合类与单功能产品将长期并存
　　在教育数字化改革的时代背景下，教育智能硬件是必要的工具和载体。一方面，其作为教学资源终端，可实时为每个用户提供教学内容和服务，助力实现规模化教育。另一方面，其作为数据融通的个人终端，依托大数据分析技术，可成为最懂学生的智能终端，助力每个学生的个性化培养。规模化与个性化的结合，使得教育智能硬件或成为教育数字化发展的标配。根据功能丰富程度的不同，可将教育智能硬件分为综合类和单功能类产品。综合类产品如学生平板，可实现单个学生为中心的学情数据融通，更有助于实现因材施教。单功能产品如扫描笔，产品功能更加精简和聚焦，可在扫描识别领域做到极致的使用体验。综合类与单功能类各有其核心优势，未来或将长期并存。
　　人机交互：输入无感化、输出多感交互是符合教育规律的趋势
　　学生通过教育智能硬件学习本质上是一个人机信息交互的过程，硬件的信息输入对学生而言就是信息输出的过程，代表着学生的表达方式，从键盘打字到表情和动作采集，学生学习的费力程度逐渐降低，更有利于学生表达和参与。由此，硬件信息输入的无感化是符合教育规律的发展趋势。同时，硬件的信息输出对学生而言就是信息和知识的获取，代表着学生的习得方式。从文字阅读到全息影像，学生感官调动的水平逐渐提高，从看到、听到、分析理解到深刻感受，感官参与度的提高有利于学生更加深入地理解和记忆，带来更好的学习效果。由此，硬件信息输出带来的多感交互是符合教育规律的又一趋势。总体来看，在输入端，教育智能硬件应不断简化学生的学习方式，进一步降低门槛，在输出端，教育智能硬件应更大程度地调动学生的多感官参与，进一步丰富其学习体验。
　　教育内容：编程、音乐、体育等素质教育类硬件或迎来利好
　　素质类教育智能硬件的发展利好是由政策支持、硬件特性、国外案例三个方面共同影响下形成的。首先在政策支持方面，双减之后，政策对学科和非学科类培训分类管理，学科培训严格限制，非学科类产品迎来利好，政策鼓励地方将综合素质评价作为高中阶段的招生录取标准之一；其次在硬件特性方面，素质教育涵盖德、智、体、美、劳等多个维度，有着综合性及灵活性较强的特点，通过智能硬件进行多感交互更有利于学生综合素养和动手能力的提升；最后在可借鉴的案例方面，国外以素质类产品为主，如类型丰富、应用更成熟的教育机器人等，国内素质类硬件产品相对较少，仍有市场空间。
　　企业运营建议
　　营销推广：注重用户教育，增强产品体验，提升用户价值
　　根据用户购买教育智能硬件的时间间隔、更换意愿及累计花费，可将用户划分为两类：重要用户及一般用户。重要用户更相信产品给自己或是孩子带来了较大的帮助，以写作业预习复习场景为例，重要用户认为使用教育智能硬件产品对各问题点的解决程度明显高于一般用户。因此，教育智能硬件厂商可以通过差异化的功能设计或提供个性化的产品使用帮助等方式，提升一般用户的使用体验，从而扩大一般用户的价值。另一方面，重要用户的学历相对更高，更容易接受科技产品，而一般用户对科技产品的接受度相对较低，因此厂商需用更通俗的方式进行产品推广，提升一般用户及潜在用户的接受度。
　　产品功能：更大程度的解放家长，成为孩子成长的伙伴
　　月对479位孩子上幼儿园、小学、初中或高中的家长进行开放式的问卷调研，了解其理想的教育智能硬件产品特点（不考虑技术是否能实现）。调研结果显示，家长最期望有相关产品或服务可以代替自己的工作，帮助自己检查孩子作业、听写单词以及督促孩子学习、写作业。此外，家长期待教育智能硬件产品可以成为孩子的朋友，以同辈的角度帮助孩子树立正确的价值观，适时调节孩子的不良情绪，定时向家长反馈孩子可能存在的各类问题。除日常学习需求外，家长还期望教育智能硬件产品可以对孩子进行安全教育，科普自然人文知识。