Bilişsel şema ya da kısaca şema, aynı türden bilgilerin uzun süreli bellekte oluşturduğu küme, bilgi örüntüsü anlamına gelir.

Örneğin, beyinde tüm renkler renkler şemasında, tüm adlar adlar şemasında, tüm sıfatlar sıfatlar şemasında yer alır. Herhangi bir renk hem renkler şemasında yer alır, hem de renk sıfat olarak kullanılabileceği için sıfatlar şemasında yer alır. Dolayısıyla, aynı türden bilgiler şemaları oluşturur; ancak, değişik şemalardaki bilgiler doğrudan ya da dolaylı olarak birbirleriyle ilgili olduklarından şemalar da birbirleriyle ilgilidirler ve bilgiler bir örüntü oluşturduğu gibi, şemalar da birbirlerine bağlanarak bir örüntü oluştururlar.

Öğrenme sürecinde duyu organları yoluyla yeni bir bilgi geldiğinde, beyin otomatik olarak ilintili gördüğü şemayı devindirir ve eski bilgiyle (şemadaki bilgiyle) yeni bilgiyi işler (anlama-öğrenme süreci) ve işlenmiş bilgi artık bir şemanın parçası olarak uzun süreli belleğe gönderilir.

  • "aşağıdan yukarıya süreç": "bottom-up process": beyindeki, yani aşağıdaki, yani uzun süreli bellekteki bilginin kısa süreli belleğe çağrılması/getirilmesi
  • "yukarıdan aşağıya süreç": "top-down process": yeni bilginin eskisiyle işlenerek uzun süreli belleğe gönderilmesi işlemi.