La définition de Schéma
Un schéma désigne un ensemble structuré de connaissances abstraites qui représente un domaine particulier d'objets ou d'événements, avec ses traits caractéristiques (ou attributs), et les relations entre attributs.
Un modèle de la mémoire
Le schéma, qu'on peut considérer comme un paquet d'informations en mémoire, peut être aussi une structure opératoire. Il contient alors des plans pour traiter les informations qui relèvent de son domaine d'intervention. Il peut présenter divers niveaux d'abstraction et de généralité. Dans beaucoup de cas, une désignation verbale lui correspond. C'est à l'intérieur de cette structure que peuvent être reconnus et traités tous les exemplaires d'une classe.
Parmi les différentes structures de mémoire dont la psychologie cognitive a donné des modèles, le schéma peut être considéré comme le plus général et le plus universel. La notion de schéma de mémoire (ou mnémonique) est très voisine de celle de frame. Un schéma est constitué de constantes, de variables, qui sont, les unes et les autres, fixées, et de valeurs possibles de ces variables, le cas échéant accompagnées d'une représentation de leurs distributions. Aussi, la mémoire à long terme est supposée contenir des représentations génériques des objets, des événements, etc..., sous forme de schémas.
Le schéma d'objet
Le schéma le plus familier est le schéma d'objet naturel. Les variables y sont des attributs. Ainsi, un objet a une forme, une taille, une couleur, un poids, etc... Il peut avoir une localisation, des attributs temporels, une fonction, etc... Par exemple, le schéma de pomme comporte une forme qui accepte une certaine variabilité selon les espèces, mais qui est assez bien définie pour permettre de distinguer une pomme d'une poire. Le schéma de pomme comporte de même une couleur, acceptant elle aussi une certaine variabilité (verte ou jaune ou grise, ou rouge, etc..., mais non bleue, non violette, etc...). Il comporte un goût, des possibilités d'utilisation, etc... Tout cela constitue l'ensemble des connaissances attachées à pomme.
Les sous-schémas d'objets
À l'intérieur de ce schéma, des sous-schémas peuvent avoir leur place. Par exemple, le sous-schéma de pomme reinette grise spécifie de façon déterminée le schéma précédent. Symétriquement, un schéma peut être lui-même un sous-schéma d'un schéma plus général. Le schéma de pomme est un sous-schéma du schéma de fruit, qui peut lui-même être considéré comme un sous-schéma du schéma d'objet naturel. De même, le schéma de marteau est un sous-schéma du schéma d'outil, qui est lui-même un sous-schéma du schéma d'objet artificiel. Ce dernier est, avec le schéma d'objet naturel, un sous-schéma du schéma d'objet.
En principe, un sous-schéma hérite de tous les attributs des schémas situés au-dessus de lui. Il leur ajoute des restrictions. Ainsi pomme hérite de l'attribut a une couleur, à quoi il ajoute les restrictions verte ou jaune ou grise, ou rouge, etc..., mais non bleue, non violette, etc...
De même, à l'attribut fonctionnel sert à la reproduction, il ajoute la restriction au moyen de pépins. Ces restrictions ont la forme de valeurs de variables, ici des attributs, situées dans le schéma supérieur.
Les schémas d'événements simples
On peut considérer d'autres sortes de schémas que les schémas d'objets. C'est le cas, par exemple, des schémas d'événements simples. Ils ont pour constantes un objet, et deux moments du temps, t1 et t2. Ils ont pour variables les états de l'objet à ces moments. Par exemple, le schéma de rougir est composé d'un objet, d'un moment t1 où l'objet est non-rouge, et d'un moment t2 où l'objet est rouge. Ce schéma s'applique aussi bien à une pomme qui mûrit qu'à un visage qui rougit à l'occasion d'une émotion. A cet égard, un script (ou scénario) peut être considéré comme une classe particulière de schéma, celui d'un événement complexe composé d'une suite de sous-événements.
On peut considérer encore d'autres entités cognitives comme des classes de schémas. Par exemple, on parle de schéma de raisonnement pour décrire un ensemble de raisonnements semblables au moyen de constantes et de variables. Un des exemples les plus simples est celui du schéma de règle: « si... alors... », (ou « si p, alors q »). Dans ce qui précède, les variables sont représentées soit par les points de suspension, soit par p et q, et les constantes par si et alors.
La notion de schéma en mémoire à long terme correspond à l'idée que la mémoire extrait de l'environnement diverses sortes d'invariances ou de constances, et notamment celles qui sont sous-jacentes à la multiplicité des choses et à la répétition des événements. Ces schémas servent ensuite aux diverses formes de traitement de l'information. La perception repose sur la reconnaissance de la possibilité d'appliquer un schéma. Ainsi, un ensemble d'informations présentes contenues dans un stimulus (par exemple, à l'occasion de la vue d'un chien) peut être apparié avec succès au schéma correspondant (ici, le schéma perceptif de chien). La résolution de problèmes, les traitements, syntaxiques aussi bien que sémantiques, dans la compréhension du langage, peuvent être également analysés au moyen de la notion de schéma.