La fixité fonctionnelle (ou fixité fonctionnelle ou encastrement fonctionnel) est un biais cognitif qui limite une personne à utiliser un objet uniquement de la manière dont il est traditionnellement utilisé.

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Introduction à la fixité fonctionnelle

Le concept de fixité fonctionnelle trouve son origine dans la psychologie de la Gestalt, qui est un mouvement en psychologie qui met l’accent sur le traitement holistique où le tout est vu comme étant séparé de la somme de ses parties. Duncker a défini la fixité fonctionnelle comme étant un « blocage mental contre l’utilisation d’un objet d’une nouvelle manière qui est nécessaire pour résoudre un problème ». Ce « blocage » limite alors cette capacité d’un individu à utiliser les composants qui lui sont donnés pour fabriquer un article spécifique, car il ne peut pas aller au-delà de l’intention initiale de l’objet.

Les paradigmes expérimentaux impliquent généralement la résolution de problèmes dans des situations nouvelles dans lesquelles le sujet doit utiliser d’un objet familier dans un contexte non familier. L’objet peut être familier de l’expérience passée du sujet ou de tâches précédentes au sein d’une expérience. Le résultat final est que le sujet est typiquement incapable de surmonter le biais qui l’entrave ou l’empêche complètement de réaliser la tâche plutôt que d’utiliser les objets disponibles d’une manière nouvelle mais plus efficace.

Par exemple, si quelqu’un a besoin d’un presse-papier, mais qu’il n’a qu’un marteau, il peut ne pas voir comment le marteau peut être utilisé comme un presse-papier. Cette incapacité à voir l’utilisation d’un marteau comme autre chose que de planter des clous, est une fixité fonctionnelle. La personne ne pouvait pas penser à la façon d’utiliser le marteau d’une autre manière que sa fonction traditionnelle.

Lorsqu’ils sont testés, les enfants de 5 ans ne montrent aucun signe de fixité fonctionnelle. Apparemment, cela est dû au fait qu’ils ont moins d’expérience dans l’utilisation de divers objets (& Defeyter, 2000).

Exemples dans la recherche

Duncker (1945)

Boîte à bougies

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Dans une expérience classique démontrant la fixité fonctionnelle, Duncker (1945) a donné à des participants une bougie, une boîte de clous et plusieurs autres objets, et leur a demandé de fixer la bougie au mur de façon à ce qu’elle ne coule pas sur la table en dessous. Duncker a constaté que les participants ont essayé de clouer la bougie directement au mur ou de la coller au mur en la faisant fondre. Très peu d’entre eux ont pensé à utiliser l’intérieur de la boîte à clous comme porte-bougie et à le clouer au mur. Selon les termes de Duncker, les participants étaient « fixés » sur la fonction normale de la boîte à clous, qui consiste à contenir des clous, et ne pouvaient pas la re-conceptualiser d’une manière qui leur permette de résoudre le problème.

Plus récemment, Frank et Ramscar ont donné une version écrite du problème de la boîte à bougies à des étudiants de premier cycle à Stanford. Lorsque le problème a été donné avec des instructions identiques à celles de l’expérience originale, 23% des étudiants ont été capables de résoudre le problème. Pour un autre groupe d’étudiants, les expressions nominales telles que « boîte d’allumettes » étaient soulignées et pour un troisième groupe, les noms (ex. « boîte ») étaient soulignés. Pour ces deux groupes, 55% et 47% ont été capables de résoudre le problème efficacement. Dans une expérience de suivi, tous les noms, à l’exception de « boîte », ont été soulignés et des résultats similaires ont été obtenus. Les auteurs ont conclu que la performance des étudiants dépendait de leur représentation du concept lexical « boîte » plutôt que de manipulations pédagogiques. La capacité à surmonter la fixité fonctionnelle était contingente à une représentation flexible du mot boîte qui permet aux étudiants de voir que la boîte peut être utilisée pour attacher une bougie à un mur.

Diagramme de tumeur

Dans une des expériences de Karl Duncker, il a créé un diagramme représentant un problème de tumeur qu’il avait imaginé. Le diagramme consistait en une radiographie traversant la tumeur entourée de tissus sains, qui était représentée par une flèche traversant un point noir à l’intérieur d’un cercle. Il a expliqué le problème aux sujets et a montré le diagramme à certains et pas à d’autres. Lorsque le diagramme n’a pas été montré aux sujets, 37% ont réussi à créer la bonne solution, mais lorsque le diagramme a été montré, seulement 9% ont pu trouver correctement la solution.

Adamson

Lorsqu’Adamson (1952) a reproduit l’expérience de la boîte de Duncker, Adamson a divisé les participants en 2 groupes expérimentaux : pré-utilisation et non-préutilisation. Dans cette expérience, lorsqu’il y a préutilisation, c’est-à-dire lorsque les objets sont présentés aux participants de manière traditionnelle (les matériaux sont dans la boîte, utilisant ainsi la boîte comme un contenant), les participants sont moins susceptibles d’envisager une autre utilisation de la boîte, alors qu’en l’absence de préutilisation (lorsque les boîtes sont présentées vides), les participants sont plus susceptibles de penser à d’autres utilisations de la boîte. Cela a montré que la préutilisation joue un rôle dans la fixité fonctionnelle.

Birch et Rabinowitz

Birch et Rabinowitz (1951) ont adapté le problème des deux cordes de Maie (1930, 1931), où l’on donne aux sujets 2 cordes suspendues au plafond, et 2 objets lourds dans la pièce. On leur dit qu’ils doivent relier les cordes, mais elles sont juste assez éloignées les unes des autres pour que l’une ne puisse pas atteindre l’autre facilement. La solution consiste à attacher l’un des objets lourds à une corde et à en faire un poids, à faire osciller la corde comme un pendule, à attraper la corde pendant qu’elle oscille en se tenant à l’autre corde, puis à les attacher ensemble. Les participants sont répartis en trois groupes : Le groupe R, qui réalise une pré-tâche consistant à compléter un circuit électrique à l’aide d’un relais, le groupe S, qui complète le circuit à l’aide d’un interrupteur, et le groupe C, qui est le groupe de contrôle n’ayant reçu aucune expérience de pré-test. Les participants du groupe R étaient plus susceptibles d’utiliser l’interrupteur comme poids, et ceux du groupe S étaient plus susceptibles d’utiliser le relais. Les deux groupes ont agi ainsi parce que leur expérience antérieure les a conduits à utiliser les objets d’une certaine manière, et que la fixité fonctionnelle ne leur a pas permis de voir les objets comme pouvant être utilisés dans un autre but.

Pertinence conceptuelle actuelle

Fixation fonctionnelle universelle ?

Nous pouvons nous demander si la fixité fonctionnelle varie selon les environnements, les cultures ou l’histoire. Dans une étude récente,des preuves préliminaires soutenant l’universalité de la fixité fonctionnelle ont été trouvées (& Barret, 2005). L’objectif de l’étude était de vérifier si des individus issus de sociétés non industrialisées, plus précisément peu exposées à des artefacts « high-tech », faisaient preuve de fixité fonctionnelle. L’étude a testé « Les Shuars », des chasseurs-horticulteurs de la région amazonienne de l’Équateur, et les a comparés à une condition de base de contrôle des participants pour fournir ces résultats. La communauté Shuar n’avait été exposée qu’à une quantité limitée d’artefacts industrialisés, tels que des machettes, des haches, des marmites, des clous, des fusils de chasse et des hameçons, tous considérés comme « low-tech ». Deux tâches ont été évaluées pour les participants à l’étude : la tâche de la boîte, où les participants devaient construire une tour pour aider un personnage d’une histoire fictive à atteindre un autre personnage avec un ensemble limité de matériaux variés ; la tâche de la cuillère, où les participants devaient également résoudre un problème basé sur une histoire fictive d’un lapin qui devait traverser une rivière (les matériaux étaient utilisés pour représenter les décors) et ils recevaient des matériaux variés, y compris une cuillère.Dans la tâche de la boîte, les participants étaient plus lents à sélectionner les matériaux que les participants dans les conditions de contrôle, mais aucune différence dans le temps pour résoudre le problème n’a été observée. Dans la tâche de la cuillère, les participants étaient plus lents à sélectionner et à terminer la tâche. Les résultats ont montré que les individus issus de cultures non industrielles (« cultures technologiquement éparses ») étaient sensibles à la fixité fonctionnelle. Ils utilisaient plus rapidement les artefacts sans amorçage que lorsque la fonction du design leur était expliquée. Cela s’est produit même si les participants étaient moins exposés à des artefacts manufacturés industrialisés, et que les quelques artefacts qu’ils utilisent actuellement étaient utilisés de multiples façons indépendamment de leur conception.(German & Barret, 2005)

Suivre les mauvais pas : Effets de fixation d’exemples picturaux dans une tâche de résolution de problèmes de conception

Des chercheurs ont examiné dans deux expériences « si l’inclusion d’exemples avec des éléments innappropiés, en plus des instructions pour un problème de conception, produirait des effets de fixation chez des étudiants naïfs aux tâches de conception » (Chrysikou, E.G., & Weisberg,R.W. 2005). Ils ont examiné l’inclusion d’exemples d’éléments innappropiés, en décrivant explicitement les aspects problématiques du problème présenté aux étudiants à travers des exemples de conceptions. Ils ont testé des participants non experts sur trois conditions de problème : avec instruction standard, fixé (avec inclusion d’une conception problématique), et défixé (inclusion d’une conception problématique accompagnée de méthodes utiles). Ils ont pu soutenir leur hypothèse en constatant que a) les exemples de design problématique produisent des effets de fixation significatifs, et b) les effets de fixation peuvent être diminués avec l’utilisation d’instructions défixantes.

Voici un des exemples des trois problèmes utilisés dans l’expérience pour comprendre plus en profondeur la procédure d’étude. Dans « The Disposable Spill-Proof Coffee Cup Problem », adapté de Jansson & Smith, 1991, on a demandé aux participants de construire autant de dessins que possible pour une tasse à café peu coûteuse, jetable et anti-dégâts. Dans la condition standard, les participants ne recevaient que des instructions. Dans la condition fixée, les participants se voyaient présenter des instructions, le dessin présenté ci-dessous et les problèmes dont ils devaient être conscients. Enfin, dans la condition « défixée », les participants ont reçu les mêmes instructions que dans les autres conditions, en plus de suggestions d’éléments de conception à éviter. Les deux autres problèmes comprenaient la construction d’un support à vélo, et la conception d’un récipient pour le fromage à la crème.

Techniques pour éviter la fixité fonctionnelle

Surmonter la fixité fonctionnelle dans les classes de sciences avec le transfert analogique

Selon l’hypothèse que les étudiants sont fixés fonctionnellement, une étude sur le transfert analogique dans la classe de sciences a mis en lumière des données significatives qui pourraient fournir une technique de dépassement de la fixité fonctionnelle. Les résultats confirment le fait que les élèves font preuve d’un transfert positif (performance) dans la résolution de problèmes après qu’on leur a présenté des analogies d’une certaine structure et d’un certain format (Solomon, 1994). La présente étude a élargi les expériences de Duncker de 1945, en essayant de démontrer que lorsque les étudiants sont « …présentés avec une seule analogie formatée comme un problème, plutôt que comme une histoire, ils orientent la tâche de résolution de problèmes et facilitent le transfert positif » (Solomon, 1994). Au total, 266 étudiants de première année d’une classe de sciences de lycée ont participé à l’étude. L’expérience était un plan 2×2 où les conditions : « Les contextes de la tâche (type et format) et les connaissances antérieures (spécifiques ou générales) ont été testés. Les élèves ont été classés en 5 groupes différents, dont 4 en fonction de leurs connaissances scientifiques préalables (allant de spécifiques à générales), et 1 servant de groupe témoin (pas de présentation analogique). Les 4 groupes différents ont ensuite été classés dans les conditions « type d’analogique et format d’analogique », types structurels ou de surface et formats de problème ou de surface. On n’a pas trouvé de preuves concluantes d’un transfert analogique positif basé sur les connaissances antérieures, mais les groupes ont démontré une certaine variabilité. Le format problème et le type structurel de présentation analogique ont montré le transfert positif le plus élevé pour la résolution de problèmes. Le chercheur a donc suggéré qu’une analogie bien pensée et planifiée, dont le format et le type correspondent à la tâche de résolution de problème à accomplir, peut aider les élèves à surmonter la fixité fonctionnelle. Cette étude a non seulement apporté de nouvelles connaissances sur l’esprit humain au travail, mais elle fournit également des outils importants à des fins éducatives et des changements possibles que les enseignants peuvent appliquer comme aides aux plans de cours (Solomon, 1994).

Désengagement

Une étude suggère que la fixité fonctionnelle peut être combattue par des décisions de conception à partir de conceptions fonctionnellement fixes afin que l’essence de la conception soit conservée (Latour, 1994). Cela aide les sujets qui ont créé des conceptions fonctionnellement fixes à comprendre comment procéder pour résoudre des problèmes généraux de ce type, plutôt que d’utiliser la solution fixe pour un problème spécifique. Latour a réalisé une expérience de recherche à ce sujet en demandant à des ingénieurs logiciels d’analyser un morceau de code assez standard, l’algorithme de tri rapide, et de l’utiliser pour créer une fonction de partitionnement. Une partie de l’algorithme de tri rapide implique la partition d’une liste en sous-ensembles afin de pouvoir la trier. Les expérimentateurs voulaient utiliser le code de l’algorithme pour effectuer le partitionnement. Pour ce faire, ils ont abstrait chaque bloc de code dans la fonction, en discernant son objectif et en décidant s’il est nécessaire pour l’algorithme de partitionnement. Cette abstraction leur a permis de réutiliser le code de l’algorithme de tri rapide, pour créer un algorithme de partition fonctionnel sans avoir à le concevoir à partir de zéro (Latour, 1994).

Surmonter les prototypes

Une étude complète explorant plusieurs expériences classiques de fixité fonctionnelle a montré un thème sous-jacent de dépassement des prototypes. Ceux qui ont réussi à accomplir les tâches avaient la capacité de regarder au-delà du prototype, ou de l’intention initiale de l’article utilisé. À l’inverse, ceux qui ne parvenaient pas à créer un produit fini réussi ne pouvaient pas aller au-delà de l’utilisation initiale de l’article. Cela semble également être le cas pour les études de catégorisation de la fixité fonctionnelle. La réorganisation en catégories d’articles apparemment sans rapport était plus facile pour ceux qui pouvaient regarder au-delà de la fonction prévue. Par conséquent, il est nécessaire de surmonter le prototype afin d’éviter la fixité fonctionnelle. Carnevale suggère d’analyser l’objet et de le décomposer mentalement en ses composants. Une fois cette étape franchie, il est essentiel d’explorer les fonctions possibles de ces parties. Ce faisant, un individu peut se familiariser avec de nouvelles façons d’utiliser les objets qui sont à sa disposition au départ. Les individus pensent donc de façon créative et surmontent les prototypes qui limitent leur capacité à compléter avec succès le problème de fixité fonctionnelle (Carnevale, 1998).

Adamson, R.E. (1952). La fixité fonctionnelle en relation avec la résolution de problèmes : Une répétition de trois expériences. Journal of Experimental Psychology, 44, 288-291.

Birch, H.G., & Rabinowitz, H.S. (1951). L’effet négatif de l’expérience antérieure sur la pensée productive. Journal of Experimental Psychology, 41, 121-125.

Carnevale, Peter J. (1998). Valeurs sociales et conflit social Résolution créative de problèmes et catégorisation. « Journal of Personality and Social Psychology », 74(5), 1300.

Coon, D. (2004) Introduction à la psychologie : Gateways to Mind and Behavior Tenth Edition, Wadsworth/Thompson Learningwww.wadsworth.com

Duncker, K. (1945). Sur la résolution de problèmes. Psychological Monographs, 58:5 (n° entier 270)

Frank, Michael C., et Michael Ramscar. « Comment la présentation et le contexte influencent-ils la représentation pour les tâches de fixité fonctionnelle ? ». Actes de la 25e réunion annuelle de la Cognitive Science Society, 2003.

German, T.P., & Defeyter, M.A.(2000). L’immunité à la fixité fonctionnelle chez le jeune enfant. Psychonomic Bulliten & Review, 7(4), 707-712

Mayer, R. E. (1992). La pensée, la résolution de problèmes, la cognition. New York : W. H. Freeman and Company.

Solomon,I(1994). Transfert analogique et fixité fonctionnelle » dans la classe de sciences. ‘Journal of Educational Research’, 87(6),371-377.

Latour, Larry (1994). « Le contrôle de la fixité fonctionnelle : l’essence d’une réutilisation réussie » http://www.cs.umaine.edu/~larry/latour/ECAI/paper-sent/paper-sent.html

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