Функциональная зафиксированность: когнитивное ограничение в использовании предметов.

Введение

Невозможность использования объекта иным способом, чем в его традиционном применении.
Функциональная зафиксированность – это когнитивное искажение, которое ограничивает человека использованием объекта только в привычном, традиционном смысле. Концепция функциональной зафиксированности возникла в гештальт-психологии, направлении в психологии, которое подчеркивает целостную обработку информации. Карл Дункер определил функциональную зафиксированность как ментальный блок, препятствующий использованию объекта новым способом, необходимому для решения проблемы. Этот "блок" ограничивает способность человека использовать предоставленные ему компоненты для выполнения задачи, поскольку он не может выйти за рамки первоначального предназначения этих компонентов. Например, если кому-то нужен пресс-папье, а в наличии только молоток, человек может не увидеть, как молоток можно использовать в качестве пресс-папье. Функциональная зафиксированность проявляется в неспособности рассматривать молоток для чего-либо, кроме как для забивания гвоздей; человек не может придумать, как использовать молоток иначе, чем в его стандартной функции. При тестировании у пятилетних детей не проявляется функциональная зафиксированность. Предполагается, что это связано с тем, что в этом возрасте любая цель, достижимая с помощью объекта, равнозначна любой другой цели. Однако к семи годам дети приобретают тенденцию считать первоначальное предназначение предмета особенным.

Примеры из исследований

Экспериментальные парадигмы обычно предполагают решение задач в новых ситуациях, где испытуемый использует знакомый предмет в незнакомом контексте. Этот предмет может быть знаком испытуемому из предыдущего опыта или из предыдущих заданий в ходе эксперимента.

Вопрос барометра

Вопрос с барометром является примером некорректно сформулированного экзаменационного вопроса, демонстрирующего функциональную зафиксированность, что создает моральную дилемму для экзаменатора. В классической форме, популяризированной американским профессором-разработчиком тестов Александром Каландрой (1911–2006), вопрос звучал так: "Покажите, как с помощью барометра можно определить высоту высокого здания?". Экзаменатор был уверен, что существует только один правильный ответ. Вопреки ожиданиям экзаменатора, студент предоставил ряд совершенно иных ответов. Эти ответы также были верными, однако ни один из них не подтверждал компетентность студента в конкретной проверяемой академической области. Каландра представил этот случай как реальный опыт, произошедший с ним во время кризиса, связанного со "Спутником". Эссе Каланды "Ангелы на острие иглы" было опубликовано в 1959 году в журнале Pride, издаваемом Американской ассоциацией специалистов по связям с общественностью. Оно было перепечатано в журнале Current Science в 1964 году, вновь перепечатано в Saturday Review в 1968 году и включено в издание 1969 года книги Каланды "Обучение основам естественных наук и математики". В том же году (1969) эссе Каланды стало предметом академического обсуждения. С тех пор эссе часто цитируется в книгах, посвященных самым разным темам: от преподавания и навыков письма до консультирования на рабочем месте, инвестиций в недвижимость, химической промышленности, компьютерного программирования и проектирования интегральных схем.

Функциональная фиксация универсальна?

Исследователи изучали, влияет ли культура на функциональную зафиксированность. В недавнем исследовании были получены предварительные доказательства, подтверждающие универсальность функциональной зафиксированности. Целью исследования было выяснить, демонстрируют ли представители неиндустриальных обществ, особенно с небольшим опытом взаимодействия с "высокотехнологичными" артефактами, функциональную зафиксированность. В исследовании участвовали шуар, охотники-собиратели из амазонского региона Эквадора, которых сравнили с контрольной группой из индустриальной культуры. Шуар имели доступ лишь к ограниченному количеству промышленных артефактов, таких как мачете, топоры, кастрюли, гвозди, ружья и рыболовные крючки, которые считались "низкотехнологичными". Участникам исследования были предложены две задачи: задача с коробками, в которой участникам нужно было построить башню, чтобы помочь персонажу из вымышленного сюжета добраться до другого персонажа, используя ограниченный набор разнообразных материалов; и задача с ложкой, в которой участникам также нужно было решить проблему, основанную на вымышленной истории о кролике, которому нужно было перебраться через реку (материалы использовались для изображения обстановки), и им был предоставлен разнообразный набор материалов, включая ложку. В задаче с коробками участники выбирали материалы медленнее, чем участники контрольной группы, но не было обнаружено различий во времени, затраченном на решение задачи. В задаче с ложкой участники медленнее выбирали и завершали задание. Результаты показали, что представители неиндустриальных ("технологически малообеспеченных") культур подвержены функциональной зафиксированности. Они быстрее использовали артефакты без предварительной активации, чем когда им объясняли их функциональное назначение. Это произошло, несмотря на то, что участники имели меньше опыта взаимодействия с промышленными изделиями, и те немногие артефакты, которые они использовали, применялись различными способами, независимо от их первоначального назначения. Они также изучили включение примеров неподходящих элементов, явно демонстрируя проблемные аспекты задачи, представленные студентам на примере готовых решений. Они протестировали непрофессиональных участников в трех условиях: со стандартными инструкциями, с фиксированным дизайном (включающим проблемные элементы) и с дефиксированным дизайном (включающим проблемные элементы в сочетании с полезными методами). Они подтвердили свою гипотезу, обнаружив, что а) примеры проблемного дизайна вызывают значительный эффект зафиксированности, и б) этот эффект можно уменьшить с помощью инструкций по преодолению зафиксированности. В "Проблеме одноразового стакана для кофе с защитой от проливания", адаптированной из работы Janson & Smith, 1991, участникам было предложено разработать как можно больше вариантов дизайна недорогого, одноразового стакана для кофе, защищенного от проливания. Участникам в стандартном условии были предоставлены только инструкции. В условии с фиксированным дизайном участникам были предоставлены инструкции, пример дизайна и информация о потенциальных проблемах. Наконец, в условии с дефиксированным дизайном участникам были предоставлены те же материалы, что и в других условиях, а также рекомендации по элементам дизайна, которых следует избегать. Две другие задачи включали в себя проектирование велопарковки и контейнера для сливочного сыра.

Researchers have investigated whether functional fixedness is affected by culture. In a recent study, preliminary evidence supporting the universality of functional fixedness was found. The study's purpose was to test if individuals from non industrialized societies, specifically with low exposure to "high tech" artifacts, demonstrated functional fixedness. The study tested the Shuar, hunter horticulturalists of the Amazon region of Ecuador, and compared them to a control group from an industrial culture. The Shuar community had only been exposed to a limited amount of industrialized artifacts, such as machete, axes, cooking pots, nails, shotguns, and fishhooks, all considered "low tech". Two tasks were assessed to participants for the study: the box task, where participants had to build a tower to help a character from a fictional storyline to reach another character with a limited set of varied materials; the spoon task, where participants were also given a problem to solve based on a fictional story of a rabbit that had to cross a river (materials were used to represent settings) and they were given varied materials including a spoon. In the box task, participants were slower to select the materials than participants in control conditions, but no difference in time to solve the problem was seen. In the spoon task, participants were slower in selection and completion of task. Results showed that Individuals from non industrial ("technologically sparse cultures") were susceptible to functional fixedness. They were faster to use artifacts without priming than when design function was explained to them. This occurred even though participants were less exposed to industrialized manufactured artifacts, and that the few artifacts they currently use were used in multiple ways regardless of their design. They examined the inclusion of examples of inappropriate elements, by explicitly depicting problematic aspects of the problem presented to the students through example designs. They tested non expert participants on three problem conditions: with standard instruction, fixated (with inclusion of problematic design), and defixated (inclusion of problematic design accompanied with helpful methods). They were able to support their hypothesis by finding that a) problematic design examples produce significant fixation effects, and b) fixation effects can be diminished with the use of defixating instructions. In "The Disposable Spill Proof Coffee Cup Problem", adapted from Janson & Smith, 1991, participants were asked to construct as many designs as possible for an inexpensive, disposable, spill proof coffee cup. Standard condition participants were presented only with instructions. In the fixated condition, participants were presented with instructions, a design, and problems they should be aware of. Finally, in the defixated condition, participants were presented the same as other conditions in addition to suggestions of design elements they should avoid using. The other two problems included building a bike rack, and designing a container for cream cheese.

Преодоление функциональной фиксации в классах естественных наук с помощью аналогового переноса

Исходя из предположения о функциональной фиксированности студентов, исследование аналогового переноса в обучении наукам пролило свет на важные данные, которые могут предложить технику преодоления функциональной фиксированности. Результаты подтверждают, что студенты демонстрируют положительный перенос (эффективность) в решении задач после ознакомления с аналогиями определенной структуры и формата. В настоящем исследовании эксперименты Данкера 1945 года были расширены с целью продемонстрировать, что когда студентам представляется единственная аналогия, сформулированная как задача, а не как повествовательное описание, они лучше ориентируются в задаче решения и облегчают положительный перенос. Это помогает тем, кто создал функционально фиксированные представления, понять, как подходить к решению общих задач этого типа, а не использовать фиксированное решение для конкретной проблемы. Латур провел эксперимент, в котором попросил инженеров-программистов проанализировать достаточно стандартный фрагмент кода – алгоритм быстрой сортировки – и использовать его для создания функции разбиения. Алгоритм быстрой сортировки включает в себя разбиение списка на подмножества для последующей сортировки; экспериментаторы хотели использовать код из алгоритма для выполнения только разбиения. Для этого они абстрагировали каждый блок кода в функции, определяя его назначение и решая, необходим ли он для алгоритма разбиения. Такая абстракция позволила им повторно использовать код из алгоритма быстрой сортировки для создания рабочего алгоритма разбиения без необходимости разработки его с нуля. Предлагается анализировать объект и мысленно разбивать его на составляющие. После этого необходимо изучить возможные функции этих частей. Это позволяет человеку ознакомиться с новыми способами использования доступных ему ресурсов. Таким образом, люди мыслят творчески и преодолевают прототипы, которые ограничивают их способность успешно решать проблему функциональной фиксированности. Описывается высокоэффективная техника для этого. Разбивая объект на части, задайте себе два вопроса: "Могу ли я далее разделить текущую часть?" Если да, то сделайте это. "Предполагает ли мое текущее описание какое-либо применение?" Если да, то сформулируйте более общее описание, включающее форму и материал. Например, я разделяю свечу на части: фитиль и воск. Слово "фитиль" подразумевает применение: горение для излучения света. Поэтому опишите его более общо как нить. Поскольку "нить" подразумевает применение, я опишу ее еще более общо: переплетенные волокнистые пряди. Это наводит на мысль, что я могу использовать фитиль для изготовления парика для моего хомяка. Поскольку "переплетенные волокнистые пряди" не подразумевают применения, я могу прекратить работу с фитилем и перейти к работе с воском. Люди, обученные этой технике, решили на 67% больше задач, страдающих от функциональной фиксированности, чем контрольная группа. Этот метод систематически устраняет все слои связанных применений от объекта и его частей.

Based on the assumption that students are functionally fixed, a study on analogical transfer in the science classroom shed light on significant data that could provide an overcoming technique for functional fixedness. The findings support the fact that students show positive transfer (performance) on problem solving after being presented with analogies of certain structure and format. The present study expanded Duncker's experiments from 1945 by trying to demonstrate that when students were "presented with a single analogy formatted as a problem, rather than as a story narrative, they would orient the task of problem solving and facilitate positive transfer". This helps the subjects who have created functionally fixed designs understand how to go about solving general problems of this type, rather than using the fixed solution for a specific problem. Latour performed an experiment researching this by having software engineers analyze a fairly standard bit of code—the quicksort algorithm—and use it to create a partitioning function. Part of the quicksort algorithm involves partitioning a list into subsets so that it can be sorted; the experimenters wanted to use the code from within the algorithm to just do the partitioning. To do this, they abstracted each block of code in the function, discerning the purpose of it, and deciding if it is needed for the partitioning algorithm. This abstracting allowed them to reuse the code from the quicksort algorithm to create a working partition algorithm without having to design it from scratch. suggests analyzing the object and mentally breaking it down into its components. After that is completed, it is essential to explore the possible functions of those parts. In doing so, an individual may familiarize themselves with new ways to use the items that are available to them at the givens. Individuals are therefore thinking creatively and overcoming the prototypes that limit their ability to successfully complete the functional fixedness problem. shows a highly effective technique for doing so. As you break an object into its parts, ask yourself two questions. "Can I subdivide the current part further?" If yes, do so. "Does my current description imply a use?" If yes, create a more generic description involving its shape and material. For example, initially I divide a candle into its parts: wick and wax. The word "wick" implies a use: burning to emit light. So, describe it more generically as a string. Since "string" implies a use, I describe it more generically: interwoven fibrous strands. This brings to mind that I could use the wick to make a wig for my hamster. Since "interwoven fibrous strands" does not imply a use, I can stop working on wick and start working on wax. People trained in this technique solved 67% more problems that suffered from functional fixedness than a control group. This technique systematically strips away all the layers of associated uses from an object and its parts.