Обмеженість функцією — це когнітивне упередження, яке обмежує використання людиною предмету лише так, як він традиційно використовується. Концепція обмеженості функцією виникла у гештальтпсихології, напрямку у психології, що робить наголос на холістичній обробці. Карл Дункер визначив обмеженість функцією як «ментальний блок проти використання предмету новим способом, потрібним для вирішення проблеми.»Duncker, K. (1945). «On problem solving». Psychological Monographs, 58:5 (Whole No. 270). Цей «блок» обмежує здатність людини використати надані їй компоненти так, щоб вирішити задачу, оскільки вони не можуть подолати звичайне використання цих компонентів. Наприклад, якщо комусь треба прес-пап'є, щоб притиснути папір, а є лише молоток, він може не здогадатись, що молоток можна використати як прес-пап'є. Обмеження функцією у такому випадку — це нездатність побачити інші способи використання молотка, ніж забивати цвяхи (його усталене використання).
При тестуванні, у 5-річних дітей обмеження функцією відсутнє. Існує гіпотеза, що у 5 років будь-яка мета, досягнута з предметом, еквівалентна будь-якій іншій меті з ним. Однак вже близько 7 років діти отримують тенденцію вважати усталене використання предмету більш особливим, ніж інші види використання.German, T.P., & Defeyter, M.A. (2000). «Immunity to functional fixedness in young children». Psychonomic Bulletin & Review, 7(4), 707–712.
Приклади у дослідженнях Парадигми експериментів типово стосуються вирішення проблем у незвичних ситуаціях, коли учасник експерименту має використати звичний предмет незвичним чином. Предмет може бути відомий учаснику з його минулого досвіду або з попередніх завдань в рамках експерименту.
Коробка зі свічею
У класичному експерименті на обмеженій функцією 1945 року, Дункер запропонував учасникам свічку, коробку з канцелярськими кнопками та коробку сірників і два завдання закріпити свічу на стіні так, щоб віск не капав на стіл під стіною. Дункер побачив, що учасники намагались прикріпити свічу прямо до стіни канцелярськими кнопками або розтопивши її частину за допомогою сірників. І лише декілька з них здогадались використати нижню частину коробки з канцелярськими кнопками як свічник, прикріпивши її до стіни. За його словами, учасники «зафіксувались» на звичайній функції коробки — містити кнопки, і не могли змінити свою концепцію про коробку, щоб вирішити проблему. Також, учасники вдвічі частіше вирішували проблему, якщо коробку їм видавали пустою, а не з кнопкамиAdamson, R.E. (1952). «Functional Fixedness as related to problem solving: A repetition of three experiments». Journal of Experimental Psychology, 44, 288–291.
У 2003 році Франк та РамскарFrank, Michael C., and Michael Ramscar. «How do Presentation and Context Influence Representation for Functional Fixedness Tasks?» Proceedings of the 25th Annual Meeting of the Cognitive Science Society, 2003. запропонували студентам перших курсів Стенфордського університету письмовий варіант цієї задачі з коробкою і свічею. Коли текст був ідентичний оригінальному експерименту, проблему вирішили 23% студентів. У варіанті для другої групи студентів у тексті були підкреслені іменникові словосполучення, напр. «коробка сірників», а для третьої групи були підкреслені іменники (напр., «коробка»). Процент тих, хто ефективно вирішив проблему, зріс до 55% та 47% відповідно. У повторному експерименті були підкреслені всі іменники крім слова «коробка», і результати були схожі. Автори дійшли висновку, що результат студентів залежав від їх представлення лексичної концепції «коробка», а не від маніпуляцій з інструкцією. Здатність подолати обмеженість функцією залежала від гнучкого представлення слова «коробка», яку дозволило студентами побачити, що коробка може бути використання для закріплення свічі на стіні.
У 1952 році Адамсон повторив експеримент Дункера з коробкою, але розділив учасників на дві експериментальні групу: з попереднім використанням (предмети надаватися учасникам у традиційній манері — всі складені у коробку) та без попереднього використання (матеріали надавалися окремо, тобто коробка була пуста). У другій групі кількість тих, хто задумався про інші використання коробки та вирішив проблему, була вищою.
Проблема двох мотузок У 1951 році Бірч та РабіновичBirch, H.G., & Rabinowitz, H.S. (1951). «The negative effect of previous experience on productive thinking». Journal of Experimental Psychology, 41, 121–125. пристосували проблему двох мотузок (раніше використану Норманом Маєром у 1930–1931 рр.), за якою учаснику надавалось дві мотузки, закріплені на стелі та два важкі предмети (реле та вимикач). Завдання учасника — зв'язати дві мотузки, але вони досить далеко одна від одної, щоб можна було дотягнутись. Рішення полягало в тому, щоб прив'язати один з важких предметів до мотузки, хитнути як маятник, потім зловити її, тримаючи в іншій руці другу мотузку, та зв'язати. Учасників поділили на три групи: група R, яка до цього виконувала «розминку» з замикання електричної мережі з використанням реле, група S, яка замикала мережу перемикачем, та група C, яка не мала «розминки». При розв'язанні проблеми учасники групи R частіше як важіль використовували вимикач, групи S — реле. Обидві групи таки робили, бо попередній досвід «привчив» їх до використання предметів певним чином, і обмеженість функцією не дозволила їм побачити інше використання предмету.
Питання барометра Питання барометру — це приклад неправильно сформульованого екзаменаційного питання, що демонструє обмеженість функцією, яка створює моральну дилему для екзаменатора. У класичній формі, популяризованій американським професором- розробником тестів Александром Каландрою (1911–2006), питання було таке: «продемонструйте, як за допомогою барометра виміряти висоту хмарочосу?» Екзаменатор був впевнений, що на питання є єдина правильна відповідь. Але всупереч його очікуванням, студент дав ряд абсолютно різних відповідей, всі з яких були правильними. При цьому студент не дав відповідь, яка б демонструвала його знання у темі, з якої власне був тест.
Каландра зазначив, що він був свідком цього випадку, і що від відбувся під час Супутникової кризиCalandra, Alexander, «Angels on a Pin». Reproduced in Barnes et al., pp. 228–229. p. 229. Його есе «Angels on a Pin» («Ангели на шпильці») було надруковано 1959 у журналі «Pride» PR-асоціації американських коледжівPride, volumes 3-4 (1959). American College Public Relations Association. p. 11., декілька разів передруковувалось у журналахAttribution and date (Current Science (Teacher's Edition), 44 (January 6-10, 1964), pp. 1-2.) as in: Van Cleve Morris et al. (1969). Modern movements in educational philosophy . Houghton Mifflin. p. 82.Attribution and date (Saturday Review, Dec. 21, 1968) as in Weimer, p. 234. та було включено до його книги 1969 року «The Teaching of Elementary Science and Mathematics»Attribution and year of publication ("Published in the AIChE Journal vol. 15 no. 2, 1969, p. 13. ") as in Sanders, pp. 196–197.. Того ж року воно стало предметом академічної дискусіїDiscussed by Calandra et al. in: Van Cleve Morris et al. (1969). Modern movements in educational philosophy . Houghton Mifflin.. З 1970 рокуReproduced in entirety in: Muse Milton (1970). Selected readings for the introduction to the teaching profession . McCutchan Pub. Corp. ISBN 0-8211-1218-X, pp. 100–103. проблема увійшла у багато книжок з таких питань як навчанняReproduced in entirety in Barnes et al., pp. 228–229; paraphrased in Herson, pp. 21-22 etc., навички письмаReproduced in entirety in: Skwire, David (1994). Writing with a thesis: a rhetoric and reader . Harcourt Brace College Publishers. ISBN 0-03-079101-4. pp. 40-42., поради щодо робочого місця,Reproduced in entirety, in German, in: Otto F. Kernberg (2005). WIR: Psychotherapeuten über sich und ihren «unmöglichen» Beruf . Schattauer Verlag. ISBN 3-7945-2466-7. pp. 318–319. інвестиції у нерухомістьReproduced in part in: Allen, pp. 12-13., хімічна промисловість,Paraphrased in: Sanders, pp. 196–197. програмування,Paraphrased in Peter van der Linden (1994). Expert C programming: deep C secrets . Prentice Hall PTR. ISBN 0-13-177429-8. p. 344. та дизайн мікросхем.Reproduced in entirety in: Jim Williams (1992). Analog Circuit Design: Art, Science and Personalities . Newnes. ISBN 0-7506-9640-0. pp. 3-4.
Поточна концептуальна значимість
Чи є обмеження використання універсальним? Дослідники вивчали, чи впливає на обмеженість функцією належність до різних культур.
Нещодавнє дослідження надало попередні докази на користь універсальності обмеженості функцією в різних культурах.German, T.P., & Barrett, H.C. (2005). Метою дослідження було протестувати людей з неіндустріалізованих суспільств, особливо тих, хто має низький доступ до «високотехнологічних» артефактів, чи вони мають обмеженість функцією. Досліджувався індіанський народ шуари, мисливці-землероби амазонського регіону Еквадору, яких порівнювали з контрольною групою з індустріальної культури.
Спільнота шуар знала лише обмежену кількість індустріальних артефактів — мачете, сокири, казани, цвяхи, рушниці та риболовні гачки, всі з яких вважаються «низькотехнологічними». Учасникам дослідження давали два завдання: завдання з коробкою, в якому учасники повинні були збудувати вежу, щоб допомогли уявному персонажу досягти іншого персонажа, з обмеженим набором різних матеріалів; та завдання з ложкою, в якому учасників просили вирішити проблему з вигаданої історії про кролика, якому треба перебратися на інший берег річки, була збудована «сцена» і учасникам надані різні матеріали, включно з ложкою. У задачі з коробкою, учасники шуар повільніше обирали матеріали, ніж контрольна група, але у часі на вирішення проблеми різниці не було. У завданні з ложкою, учасники шуар повільніше і обирали, і вирішували проблему. Результати показали, що люди неіндустріальних («технологічно обмежених») культур також піддаються обмеженості функцією. Вони швидше використовували предмети без підготовки, ніж коли їм пояснювали основну функцію цих предметів. Це відбувалось незважаючи на те, що вони мають мало доступу до індустріальних промислово вироблених артефактів, а ті, що їм доступні, використовуються ними у різні способи, крім початкового призначення.
«Ідучи хибною стежкою: ефекти фіксації у завданнях на вирішення дизайнерських проблем» Дослідники у двох експериментах вивчали, «чи призведе включення неналежних елементів, разом з інструкцією до проблеми з дизайну, до ефектів фіксації у студентів, які не мають досвіду у дизайнерських завданнях».Chrysikou, Evangelia G.; Weisberg, Robert W. «Following the Wrong Footsteps: Fixation Effects of Pictorial Examples in a Design Problem-Solving Task». Вони досліджували включення прикладів неналежних елементів шляхом детального опису проблемних аспектів задачі, запропонованої студентам дизайнами-прикладами. Вони тестували учасників-неекспертів в рамках трьох умов: зі стандартною інструкцією, фіксована (з включенням проблемного дизайну) та дефіксована (з включенням проблемного дизайну, до якого додавались корисні методи). Дослідники змогли підтвердити свою гіпотезу, побачивши в експерименті, що: a) проблемні приклади дизайну створюють суттєві ефекти фіксації, та b) такі ефекти фіксації можна зменшити з використанням дефіксуючих інструкцій.
У «Проблемі одноразового непроливного стаканчика для кави», адаптованої з проблеми Дженсона та Сміта 1991 року, учасників просили створити якомога більше дизайнів недорогого, одноразового, непроливного кавового стаканчика . Учасники групи стандартної умови отримали лише інструкції. Учасники фіксованої умови отримали інструкцію, дизайн та перелік проблем, яких вони мали бути свідомі. А учасники дефіксованої умови отримали все, що інші групи, і на додаток зауваження щодо елементів дизайну, які бажано не використовувати. Інші дві проблеми включали створення вішалки для велосипеда та створення контейнеру для крем-сиру.
Техніки для уникнення обмеженості функцією