التثبيت الوظيفي

في تجربة كلاسيكية تُظهر التثبيت الوظيفي، قدّم دانكر (1945) ^{[ 1 ]} للمشاركين شمعة، وعلبة دبابيس، وعلبة أعواد ثقاب، وطلب منهم تثبيت الشمعة على الحائط بحيث لا تتساقط على الطاولة أسفلها. وجد دانكر أن المشاركين حاولوا تثبيت الشمعة مباشرةً على الحائط باستخدام الدبابيس، أو لصقها به عن طريق إذابتها. قلّة منهم فكّروا في استخدام الجزء الداخلي من العلبة كحامل للشمعة وتثبيته على الحائط. بحسب دانكر، كان المشاركون "مُثبّتين" على الوظيفة الطبيعية للعلبة في حمل الدبابيس، ولم يتمكنوا من إعادة تصورها بطريقة تُتيح لهم حلّ المشكلة. على سبيل المثال، كان المشاركون الذين عُرضت عليهم علبة دبابيس فارغة أكثر عرضةً لحلّ المشكلة بمرتين من أولئك الذين عُرضت عليهم علبة الدبابيس المستخدمة كحاوية. ^{[ 3 ]}

في دراسة حديثة، قدّم فرانك ورامسكار (2003) ^{[ 4 ]} نسخة مكتوبة من مسألة الشمعة لطلاب المرحلة الجامعية الأولى في جامعة ستانفورد . عندما عُرضت المسألة بتعليمات مطابقة لتلك المستخدمة في التجربة الأصلية، تمكّن 23% فقط من الطلاب من حلّها. بالنسبة لمجموعة أخرى من الطلاب، وُضِعَ خط تحت العبارات الاسمية مثل "علبة أعواد ثقاب"، وبالنسبة لمجموعة ثالثة، وُضِعَ خط تحت الأسماء (مثل "علبة"). تمكّن 55% و47% من طلاب هاتين المجموعتين من حلّ المسألة بنجاح. في تجربة لاحقة، وُضِعَ خط تحت جميع الأسماء باستثناء "علبة"، وحصلنا على نتائج مماثلة. استنتج الباحثان أن أداء الطلاب كان يعتمد على فهمهم للمفهوم اللغوي "علبة" أكثر من اعتماده على أساليب التدريس. كانت القدرة على تجاوز الجمود الوظيفي مشروطة بامتلاك فهم مرن لكلمة "علبة"، مما يسمح للطلاب بإدراك إمكانية استخدام العلبة عند تعليق شمعة على الحائط.

عندما أعاد آدمسون (1952) ^{[ 3 ]} تجربة صندوق دانكر، قسّم المشاركين إلى مجموعتين تجريبيتين: مجموعة الاستخدام المسبق ومجموعة عدم الاستخدام المسبق. في هذه التجربة، عندما يكون هناك استخدام مسبق، أي عندما تُعرض الأشياء على المشاركين بطريقة تقليدية (المواد موجودة في الصندوق، وبالتالي يُستخدم الصندوق كحاوية)، يقل احتمال تفكير المشاركين في استخدام الصندوق لأي غرض آخر، بينما في حالة عدم الاستخدام المسبق (عندما تُعرض الصناديق فارغة)، يزداد احتمال تفكير المشاركين في استخدامات أخرى للصندوق.

قام بيرش ورابينوفيتز (1951) ^{[ 5 ]} بتكييف مسألة الحبلين من تجارب نورمان ماير (1930، 1931)، حيث كان يُعرض على المشارك حبلان معلقان من السقف ويُطلب منه توصيلهما، لكن المسافة بين الحبلين كبيرة بحيث لا يستطيع المشارك الوصول إلى أحدهما أثناء إمساكه بالآخر. وكان الحل الوحيد هو ربط جسم ثقيل بأحد الحبلين كثقل، مما يسمح بتأرجح الحبل كبندول، ثم الإمساك بالحبل المتأرجح مع إمساك الحبل الثابت، وربطهما معًا. وكانت الأجسام الثقيلة الوحيدة المتوفرة هي مفتاح كهربائي ومرحل كهربائي. وسُئل المشاركون عن اختيارهم بين الجسمين بعد حل المسألة بنجاح. وقُسّم المشاركون إلى ثلاث مجموعات: المجموعة (R) التي أُعطيت مهمة اختبارية مسبقة لإكمال دائرة كهربائية باستخدام مرحل، والمجموعة (S) التي أكملت دائرة مماثلة باستخدام مفتاح، والمجموعة (C) التي كانت المجموعة الضابطة المكونة من طلاب هندسة ولم تتلق أي تدريب مسبق. استخدم المشاركون من المجموعة (ج) كلا الجسمين بالتساوي كوزن للبندول، بينما استخدمت المجموعة (ر) المفتاح حصراً كوزن للبندول، واستخدم معظم المشاركين من المجموعة (س) المرحل. وعند سؤالهم عن اختيارهم، جادل المشاركون بأن الجسم الذي استخدموه كان الأنسب لحل المشكلة. وقد رسخت خبرتهم السابقة في أذهانهم أن الجسم الآخر هو جسم كهربائي، ومنعهم هذا التمسك الوظيفي من رؤيته يُستخدم لغرض آخر.

يُعدّ سؤال البارومتر مثالًا على سؤال امتحاني مصمم بشكل خاطئ، يُظهر جمودًا وظيفيًا يُسبب معضلة أخلاقية للممتحن. في صيغته الكلاسيكية، التي شاع استخدامها على يد أستاذ تصميم الاختبارات الأمريكي ألكسندر كالاندرا (1911-2006)، كان السؤال يطلب من الطالب "توضيح كيفية تحديد ارتفاع مبنى شاهق باستخدام البارومتر؟" ^{[ 6 ].} كان الممتحن واثقًا من وجود إجابة واحدة صحيحة فقط. على عكس توقعاته، أجاب الطالب بسلسلة من الإجابات المختلفة تمامًا. كانت هذه الإجابات صحيحة أيضًا، لكن لم تُثبت أي منها كفاءة الطالب في المجال الأكاديمي المحدد الذي يتم اختباره.

قدّم كالاندرا الحادثة كتجربة واقعية شخصية وقعت خلال أزمة سبوتنيك . ^{[ 7 ]} نُشرت مقالة كالاندرا، "ملائكة على دبوس"، عام 1959 في مجلة "برايد " ، وهي مجلة تابعة للجمعية الأمريكية للعلاقات العامة بالجامعات . ^{[ 8 ]} وأُعيد نشرها في مجلة "كارنت ساينس" عام 1964، ^{[ 9 ]} ثم في مجلة "ساترداي ريفيو" عام 1968، ^{[ 10 ]} وأُدرجت في طبعة عام 1969 من كتاب كالاندرا " تدريس العلوم والرياضيات للمرحلة الابتدائية" . ^{[ 11 ]} وفي العام نفسه (1969)، أصبحت مقالة كالاندرا موضوع نقاش أكاديمي. ^{[ 12 ]} وقد تم الاستشهاد بهذه المقالة بشكل متكرر منذ ذلك الحين، ^{[ 13 ]} ودخلت في كتب تتناول مواضيع متنوعة تتراوح بين التدريس، ^{[ 14 ]} ومهارات الكتابة، ^{[ 15 ]} والإرشاد في مكان العمل، ^{[ 16 ]} والاستثمار في العقارات ، ^{[ 17 ]} وصولاً إلى الصناعات الكيميائية ، ^{[ 18 ]} وبرمجة الحاسوب ، ^{[ 19 ]} وتصميم الدوائر المتكاملة . ^{[ 20 ]}

قام الباحثون بدراسة ما إذا كان التثبيت الوظيفي يتأثر بالثقافة .

في دراسة حديثة، تم التوصل إلى أدلة أولية تدعم عالمية ظاهرة التثبيت الوظيفي. ^{[ 21 ]} هدفت الدراسة إلى اختبار ما إذا كان الأفراد من المجتمعات غير الصناعية، وتحديدًا أولئك الذين لديهم تعرض محدود للتقنيات الحديثة، يُظهرون هذه الظاهرة. اختبرت الدراسة شعب الشوار ، وهم صيادون ومزارعون في منطقة الأمازون بالإكوادور، وقارنتهم بمجموعة ضابطة من مجتمع صناعي.

لم يتعرض مجتمع الشوار إلا لعدد محدود من الأدوات الصناعية، مثل المناجل والفؤوس وأواني الطبخ والمسامير وبنادق الصيد وخطافات الصيد، والتي تُعتبر جميعها "بدائية". خضع المشاركون في الدراسة لاختبارين: اختبار الصندوق، حيث كان عليهم بناء برج لمساعدة شخصية من قصة خيالية للوصول إلى شخصية أخرى باستخدام مجموعة محدودة من المواد المتنوعة؛ واختبار الملعقة، حيث طُلب منهم حل مشكلة مستوحاة من قصة خيالية لأرنب يعبر نهرًا (استُخدمت مواد لتمثيل البيئات)، ووُفرت لهم مواد متنوعة من بينها ملعقة. في اختبار الصندوق، كان المشاركون أبطأ في اختيار المواد مقارنةً بالمشاركين في المجموعة الضابطة، ولكن لم يُلاحظ أي فرق في وقت حل المشكلة. أما في اختبار الملعقة، فقد كان المشاركون أبطأ في اختيار المواد وإتمام المهمة. أظهرت النتائج أن الأفراد من المجتمعات غير الصناعية ("المجتمعات ذات التكنولوجيا المحدودة") كانوا أكثر عرضةً للجمود الوظيفي. فقد كانوا أسرع في استخدام الأدوات دون تمهيد مقارنةً باستخدامها بعد شرح وظيفتها لهم. حدث هذا على الرغم من أن المشاركين كانوا أقل تعرضاً للمنتجات المصنعة صناعياً، وأن المنتجات القليلة التي يستخدمونها حالياً كانت تستخدم بطرق متعددة بغض النظر عن تصميمها. ^{[ 21 ]}

درس الباحثون في تجربتين ما إذا كان تضمين أمثلة تتضمن عناصر غير مناسبة، بالإضافة إلى تعليمات حل مشكلة تصميمية، سيؤدي إلى تأثيرات تثبيت ذهني لدى الطلاب غير الملمين بمهام التصميم. ^{[ 22 ]} وقد فحصوا تأثير تضمين أمثلة على العناصر غير المناسبة، من خلال تصوير الجوانب الإشكالية للمشكلة المعروضة على الطلاب بشكل صريح عبر نماذج تصميمية. واختبروا مشاركين غير متخصصين في ثلاث حالات للمشكلة: مع التعليمات القياسية، والتثبيت الذهني (مع تضمين تصميم إشكالي)، وإزالة التثبيت الذهني (مع تضمين تصميم إشكالي مصحوبًا بأساليب مساعدة). وقد تمكنوا من دعم فرضيتهم من خلال إيجاد أن: أ) أمثلة التصميم الإشكالي تُحدث تأثيرات تثبيت ذهني كبيرة، و ب) يمكن تقليل تأثيرات التثبيت الذهني باستخدام تعليمات مُزيلة للتثبيت الذهني.

في دراسة "مشكلة كوب القهوة القابل للتصرف المقاوم للانسكاب"، المقتبسة من دراسة جانسون وسميث (1991)، طُلب من المشاركين تصميم أكبر عدد ممكن من التصاميم لكوب قهوة رخيص الثمن، قابل للتصرف، ومقاوم للانسكاب. في المجموعة الضابطة، عُرضت على المشاركين التعليمات فقط. أما في المجموعة التجريبية، فقد عُرضت عليهم التعليمات، والتصميم، والمشاكل التي ينبغي عليهم الانتباه إليها. وأخيرًا، في المجموعة التجريبية غير المُركزة، عُرضت على المشاركين نفس المعلومات المقدمة في المجموعات الأخرى، بالإضافة إلى اقتراحات لعناصر تصميمية ينبغي عليهم تجنب استخدامها. وشملت المشكلتان الأخريان بناء حامل للدراجات، وتصميم وعاء للجبن الكريمي.

انطلاقًا من فرضية أن الطلاب يعانون من جمود وظيفي، كشفت دراسةٌ حول النقل التناظري في صفوف العلوم عن بياناتٍ مهمةٍ قد تُوفّر أسلوبًا للتغلب على هذا الجمود. وتؤكد النتائج أن الطلاب يُظهرون نقلًا إيجابيًا (أداءً) في حل المشكلات بعد عرض تشبيهاتٍ ذات بنيةٍ وشكلٍ مُحددين. ^{[ 23 ]} وقد وسّعت هذه الدراسة تجارب دنكر التي أُجريت عام 1945، ساعيةً إلى إثبات أنه عندما يُعرض على الطلاب "تشبيهٌ واحدٌ مُصاغٌ على شكل مشكلة، بدلًا من سردٍ قصصي، فإنهم يُوجّهون مهمة حل المشكلات ويُسهّلون النقل الإيجابي". ^{[ 23 ]}

شارك في الدراسة 266 طالبًا من طلاب السنة الأولى في فصل العلوم بالمرحلة الثانوية. صُممت التجربة وفقًا لتصميم 2×2، حيث تم التحقق من الشرطين التاليين: "سياقات المهمة" (النوع والشكل) مقابل "المعرفة السابقة" (محددة مقابل عامة). صُنِّف الطلاب إلى خمس مجموعات مختلفة، أربع منها وفقًا لمعرفتهم العلمية السابقة (تتراوح من محددة إلى عامة)، بينما شكلت المجموعة الرابعة مجموعة ضابطة (بدون عرض تناظري). ثم صُنِّفت المجموعات الأربع وفقًا لشروط "النوع والشكل التناظريين"، وأنواع الهياكل أو الأسطح، وشكل المشكلة أو شكل السطح.

لم تُسفر الدراسة عن أدلة قاطعة على النقل التناظري الإيجابي بناءً على المعرفة السابقة؛ ومع ذلك، أظهرت المجموعات تباينًا. وقد أظهر شكل المسألة والنمط الهيكلي للعرض التناظري أعلى مستوى من النقل الإيجابي إلى حل المشكلات. واقترح الباحث أن التناظر المدروس والمخطط له جيدًا، والملائم شكلاً ونوعًا لمهمة حل المشكلات المطلوب إنجازها، يمكن أن يساعد الطلاب على التغلب على الجمود الوظيفي. لم تُسفر هذه الدراسة عن معلومات جديدة حول العقل البشري فحسب، بل وفرت أيضًا أدوات مهمة للأغراض التعليمية وتغييرات محتملة يمكن للمعلمين تطبيقها كأدوات مساعدة في خطط الدروس. ^{[ 23 ]}

تشير إحدى الدراسات إلى إمكانية التغلب على جمود الوظائف من خلال قرارات تصميمية مستمدة من تصاميم ذات وظائف ثابتة، بحيث يُحافظ على جوهر التصميم (لاتور، 1994). ^{[ 24 ]} يساعد هذا النهج المصممين الذين ابتكروا تصاميم ذات وظائف ثابتة على فهم كيفية حل المشكلات العامة من هذا النوع، بدلاً من استخدام الحل الثابت لمشكلة محددة. أجرى لاتور تجربة بحثية في هذا الشأن، حيث طلب من مهندسي البرمجيات تحليل جزء قياسي من التعليمات البرمجية - خوارزمية الفرز السريع - واستخدامها لإنشاء دالة تقسيم. يتضمن جزء من خوارزمية الفرز السريع تقسيم قائمة إلى مجموعات فرعية لتسهيل فرزها؛ أراد الباحثون استخدام التعليمات البرمجية من داخل الخوارزمية لإجراء عملية التقسيم فقط. ولتحقيق ذلك، قاموا بتجريد كل كتلة من التعليمات البرمجية في الدالة، وتحديد الغرض منها، وتحديد ما إذا كانت ضرورية لخوارزمية التقسيم. سمح لهم هذا التجريد بإعادة استخدام التعليمات البرمجية من خوارزمية الفرز السريع لإنشاء خوارزمية تقسيم فعالة دون الحاجة إلى تصميمها من الصفر. ^{[ 24 ]}

أظهرت دراسة شاملة استكشفت العديد من التجارب الكلاسيكية حول التثبيت الوظيفي وجود موضوع رئيسي يتمثل في تجاوز النماذج الأولية. أولئك الذين نجحوا في إنجاز المهام امتلكوا القدرة على تجاوز النموذج الأولي، أو الغرض الأصلي من استخدام العنصر. في المقابل، لم يتمكن أولئك الذين لم يستطيعوا ابتكار منتج نهائي ناجح من تجاوز الاستخدام الأصلي للعنصر. ويبدو أن هذا ينطبق أيضًا على دراسات تصنيف التثبيت الوظيفي. كان إعادة تنظيم العناصر التي تبدو غير مترابطة إلى فئات أسهل بالنسبة لأولئك الذين استطاعوا تجاوز الوظيفة المقصودة. لذلك، ثمة حاجة لتجاوز النموذج الأولي لتجنب التثبيت الوظيفي. يقترح كارنيفال (1998) ^{[ 25 ]} تحليل الشيء وتفكيكه ذهنيًا إلى مكوناته. بعد ذلك، من الضروري استكشاف الوظائف المحتملة لتلك الأجزاء. من خلال القيام بذلك، قد يتعرف الفرد على طرق جديدة لاستخدام العناصر المتاحة له في الظروف الراهنة. وبالتالي، يفكر الأفراد بشكل إبداعي ويتجاوزون النماذج الأولية التي تحد من قدرتهم على حل مشكلة التثبيت الوظيفي بنجاح. ^{[ 25 ]}

لكل غرض، عليك فصل وظيفته عن شكله. يُقدّم مكافري (2012) ^{[ 26 ]} تقنية فعّالة للغاية لتحقيق ذلك. أثناء تقسيمك للغرض إلى أجزائه، اسأل نفسك سؤالين: "هل يُمكنني تقسيم الجزء الحالي إلى أجزاء أصغر؟" إذا كانت الإجابة نعم، فافعل ذلك. "هل يُشير وصفي الحالي إلى استخدام؟" إذا كانت الإجابة نعم، فأنشئ وصفًا أكثر عمومية يتضمن شكله ومادته. على سبيل المثال، أُقسّم الشمعة مبدئيًا إلى أجزائها: الفتيل والشمع. كلمة "فتيل" تُشير إلى استخدام: الاحتراق لإصدار الضوء. لذا، أصفه بشكل أكثر عمومية بأنه خيط. بما أن كلمة "خيط" تُشير إلى استخدام، أصفه بشكل أكثر عمومية: خيوط ليفية متشابكة. هذا يُذكّرني بأنه يُمكنني استخدام الفتيل لصنع شعر مستعار للهامستر. بما أن عبارة "خيوط ليفية متشابكة" لا تُشير إلى استخدام، يُمكنني التوقف عن العمل على الفتيل والبدء في العمل على الشمع. الأشخاص الذين تدربوا على هذه التقنية حلّوا 67% من المشكلات التي عانت من جمود وظيفي أكثر من المجموعة الضابطة. تقوم هذه التقنية بشكل منهجي بإزالة جميع طبقات الاستخدامات المرتبطة من الشيء وأجزائه. ^{[ 27 ]}