基于Web的交互式電子圖書系統研究

摘要：根據構建主義教學理論，采用智能信息與網絡技術，搭建了一個基于Web的交互式電子圖書系統，并對系統構架、網絡體系結構和系統功能進行了詳細論述。系統突破了傳統閱讀模式，解決了閱讀學習過程中的“交互瓶頸”問題，實現了閱讀學習過程中用戶與系統、用戶與用戶之間的良好交互，使知識構建可以在閱讀過程中更好地完成。

關鍵詞：Web；交互；電子圖書

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）10-0087

一、前言

根據構建主義的教學理論，學習是一個知識構建的過程，在這個過程中交互是一個非常重要的環節。使用傳統的紙質圖書和目前的電子圖書，只能是學生對書中內容的單一閱讀過程，無法很好地實現學生和圖書之間的交互，這也就使得學習這個知識構建的過程受到了制約。

本文依據構建主義教學理論，采用智能信息與網絡技術，搭建了一個基于Web的交互式電子圖書系統（Interactive Electronic Book System，IEBS）。使用IEBS進行閱讀學習，不僅僅可以實現對書中內容的閱讀，而且還能讓學生通過批注、鏈接、觀看多媒體、在線練習和疑難診斷等功能與圖書進行互動，實現學生閱讀學習過程中與圖書的交互，同時，通過異步交流和實時討論等，還可讓學生與系統其他用戶之間進行交互。IEBS突破了傳統的閱讀模式，解決了學生與圖書的“交互瓶頸”問題，能夠完美地實現學生在閱讀學習過程中的知識構建。

二、系統結構

1. 系統構架

系統采用數據層、業務層和用戶層的三層架構架模式，如圖1所示。

2. 網絡體系結構

系統采用基于客戶機/應用程序服務器/數據庫服務器的三層網絡體系結構。如圖2所示：

客戶端管理，顯示和用戶的交互；應用程序服務器包含所有的應用業務邏輯；數據庫服務器包含所有的數據，進行數據的存儲和檢索等。客戶端可以通過直接接入、局域網接入和無線通信鏈路接入等多種方式接入Internet，滿足用戶的多種需求。

三、系統功能

系統主要包含系統管理、圖書選擇、圖書閱讀、異步交流、實時討論、疑難診斷和幫助等子系統，每個子系統又有若干功能模塊構成，這些功能模塊和子系統共同構成一個結構完整，功能齊全的交互式電子圖書系統。其功能結構如圖3所示：

1. 系統管理子系統

系統管理子系統主要實現對系統的配置管理和維護，初始化系統的功能集，定義系統用戶，分配權限，維護角色信息，維護系統授權用戶信息。記錄任何用戶的登錄、注銷、上傳、下載、刪除、更改和消息通知等操作日志。分為管理員用戶管理和一般用戶管理。

2. 圖書選擇子系統

圖書選擇子系統為用戶提供選擇圖書的功能，讓用戶通過多種方式實現對所需閱讀圖書進行快速定位選擇。

首先，系統左側有一個可以展開的樹形目錄。目錄結構可按照用戶習慣進行多種形式的劃分，如按照年級——學科——圖書類型（如課本、教學參考書、習題集、練習冊等）逐級展開。用戶可以通過逐級展開目錄迅速查找定位到所需閱讀的圖書。如用戶需要選擇閱讀八年級人教版《地理》課本，可通過在樹形目錄選擇“八年級”并展開該年級節點，然后在下一級目錄選擇 “地理學科”并進行展開，然后再選擇“課本”并進行展開，最后選擇八年級人教版《地理》課本。

其次，系統還提供按照年級、學科、圖書類型、圖書名稱、作者、出版單位、版本、出版時間和主要內容等條件進行組合模糊查詢的功能。用戶可輸入一定的查詢條件和規則對所需閱讀圖書進行模糊查詢。

3. 圖書閱讀子系統

圖書閱讀子系統是IEBS的主要子系統，用戶通過該子系統實現對圖書的交互閱讀過程，該系統主要為用戶提供目錄管理、縮/放、閱讀導航、信息定位（鏈接管理）、書簽、查詢、批注、打印、多媒體播放和習題練習等功能。

（1）目錄管理

系統以目錄形式管理圖書，在系統的左側，顯示樹形的圖書目錄，用戶可以通過展開樹形節點定位到相關章節，也可以通過全文查找功能實現章節的定位。

（2）縮/放顯示

為使閱讀者獲得最佳的信息瀏覽效果，系統提供縮/放顯示功能。顯示方式可以是：適合窗口大小、適合屏幕寬度、實際大小和自定義縮放比例等。根據自定義縮放比例，最大可以放大到實際大小的16倍，這在閱讀圖形時是非常有用的。

（3）歷史跟蹤

按時間自動跟蹤記錄閱讀者的瀏覽歷史，并使閱讀者可以前后翻閱瀏覽歷史中出現過的電子圖書頁面。

（4）信息定位（鏈接管理）

通過清晰可伸縮的樹狀目錄結構，使閱讀者能夠快速定位和顯示所需閱讀章節。

通過超文本鏈接，建立關聯信息之間的自動參引關系，使閱讀者以聚焦的方式快速獲得所需的信息。

提供同一教材內，多項教材之間的鏈接。包括文字之間的鏈接，文字與圖片、多媒體之間的鏈接。

（5）書簽

系統提供書簽服務，用戶可以在閱讀過程中對所關注內容設置/刪除書簽，通過書簽可進行信息快速定位。

（6）查詢

針對具體的電子圖書，通過全文檢索的方式，快速查閱所關心的信息在圖書中所處的位置，在查到后高亮顯示。

（7）批注

為方便閱讀者的理解和使用，對一些特殊名詞、術語和關鍵內容采用批注的方法給予解釋。同時，閱讀者也可以選中所關心內容進行自我批注。

（8）打印

系統提供打印功能，用戶可選擇電子圖書中的部分和全部頁面進行打印，把電子化圖書轉化成紙質文檔，打印成冊。

（9）多媒體播放

為了使閱讀者對相關知識有更加深刻的理解和掌握，系統提供多媒體播放功能。讓閱讀者通過多媒體播放觀看原理演示、實驗演示、多媒體課件和聲像資料等。同時，用戶可以按照一定規則對多媒體資料進行上傳/下載。

（10）習題練習

為了鞏固所學知識，系統提供在線練習功能。練習完畢后提交答案，系統將對答案進行自動判定，同時向閱讀者提供典型題解過程。閱讀者還可將更優題解進行上傳，補充習題題解庫，為其他閱讀者提供更優題解，實現閱讀者與系統之間，不同閱讀者之間的交互。

同時，針對錯誤答案，系統還提供典型錯誤分析，加深用戶對錯誤的認識，增強對知識的理解和掌握。

4. 異步交流社區

異步交流社區采用BBS方式實現。用戶可通過在社區內進行發貼、跟貼的方式對所關心的內容與系統其他用戶進行交流溝通。

5. 實時討論

系統提供兩種實時討論方式，一種是點對點實時通訊，另一種是聊天室。用戶通過實時討論，實現閱讀學習過程中與他人的交互，能夠更好地對知識進行理解和掌握，完成學習這個知識構建的過程。

用戶登陸系統后，系統顯示所有在線用戶，每位用戶均可選擇與其他任一在線用戶進行點對點實時通訊，對閱讀學習過程中的一些問題和知識點展開交流討論。

系統還設置有實時討論交流區，討論區按照學科、興趣等劃分為若干聊天室。用戶可根據需要進入相應的聊天室，在聊天室內就閱讀和學習的內容與其他用戶展開交流討論。

6. 疑難診斷

為了解決用戶在閱讀學習過程中遇到的疑難問題，系統提供疑難診斷功能。根據各學科自身特點和教學中長期積累的經驗，系統設置有疑難問題信息庫，收錄各學科的各種疑難知識要點、學生容易理解錯誤和混淆的知識點一些常見錯誤，同時收錄有針對這些問題的解答。

系統有疑難問題全文搜索功能。用戶可在搜索欄里輸入問題進行搜索，系統將自動從數據庫中搜索，并將結果逐條顯示提供給用戶，使用戶得到滿意解答。

如果數據庫中沒有相關問題，系統顯示“無相關記錄”。此時，用戶可以選擇將該問題提交保存至系統中，其他用戶若有解答，可將解答方案進行編輯，提交保存至系統中。由此可不斷豐富、完善疑難問題信息庫。達到用戶與系統、用戶與用戶在閱讀學習過程中的交互。

7. 幫助

為用戶提供有關系統使用的幫助信息。

四、結束語

綜上所述，IEBS依據先進教育思想，結合現代信息與網絡技術，突破了傳統的閱讀模式，創新提出多種電子圖書系統的交互功能和理念，解決了閱讀學習過程中的“交互瓶頸”問題，使知識構建可以在閱讀過程中更好地完成。

（作者單位：陜西省西安市鐵一中學710054）