Qu'est-ce qu'un schéma conceptuel ?

Lorsque vous devez diviser un sujet en plusieurs parties, vous pouvez créer un schéma conceptuel pour visualiser la manière dont ces éléments s'intègrent dans une vue d'ensemble. Les schémas conceptuels vous permettent de transmettre une grande quantité d'informations de manière claire et succincte. Considérez la création de schémas conceptuels comme un brainstorming ciblé.

Voici un aperçu approfondi des schémas conceptuels, y compris leurs caractéristiques clés, leurs cas d'utilisation, des conseils pour créer vos propres schémas, et bien plus encore.

Qu'est-ce qu'un schéma conceptuel ?

Un schéma conceptuel est un diagramme ou un outil graphique qui représente visuellement les relations entre des idées, des images ou des mots isolés. La plupart des schémas conceptuels représentent les idées sous forme de cases ou de cercles (également appelés nœuds), qui sont structurés de manière hiérarchique et reliés par des lignes ou des flèches (également appelées arcs). Ces lignes sont associées à des mots et expressions de liaison afin d'expliquer les connexions entre les concepts. 

Caractéristiques clés des schémas conceptuels

Les schémas conceptuels sont également appelés diagrammes conceptuels. Bien que d'autres types de diagrammes puissent leur ressembler, les schémas conceptuels possèdent des caractéristiques spécifiques qui les différencient des autres outils visuels.

Concepts

Les concepts sont définis comme des "régularités ou des motifs perçus dans des événements ou des objets, ou des enregistrements d'événements ou d'objets, désignés par une étiquette" et sont représentés sous forme de formes géométriques dans le diagramme.

Mots/expressions de liaison

Les mots ou expressions de liaison se trouvent sur les lignes reliant les objets dans un schéma conceptuel, et ces mots décrivent la relation entre deux concepts. Ils sont aussi concis que possible et contiennent généralement un verbe. Parmi les exemples, on trouve "entraîne," "inclut," et "nécessite." D'autres verbes de liaison courants que vous verrez dans des schémas pertinents incluent des termes comme « fournit » ou « englobe », choisis pour correspondre précisément à la relation affirmée.

Structure propositionnelle

Les propositions sont des énoncés porteurs de sens, composés de deux concepts ou plus reliés par des mots de liaison. Ces déclarations sont également appelées unités sémantiques ou unités de sens. Les concepts et les propositions constituent le fondement de la création de nouvelles connaissances dans un domaine. Essentiellement, un schéma conceptuel transmet visuellement un ensemble de propositions sur un sujet donné.

Structure hiérarchique

La structure hiérarchique est un élément clé du schéma conceptuel. Les concepts les plus généraux et inclusifs sont positionnés au sommet du schéma conceptuel, les concepts plus spécifiques et exclusifs étant disposés hiérarchiquement en dessous. Ainsi, un schéma conceptuel est conçu pour être lu de haut en bas.

Question centrale

Une question centrale définit le problème ou la question que le schéma conceptuel doit résoudre. Établir une question centrale vous permet de concevoir votre schéma avec un contexte à l'esprit, ce qui vous aide à guider et à maintenir sa direction. Au sein de la structure hiérarchique, la question centrale doit se trouver tout en haut du schéma conceptuel et servir de point de référence. Lors du choix d'une question centrale, veillez à ce que son champ d'application soit suffisamment restreint pour que le schéma reste organisé et exploitable.

Parking

Avant de commencer votre schéma conceptuel, il peut être utile de dresser une liste identifiant les concepts clés à inclure. Établissez une liste ordonnée, du concept le plus général au plus spécifique. Cette liste est appelée « parking » (ou parking lot), car vous déplacerez les éléments dans le schéma au fur et à mesure que vous déterminerez leur place. En pratique, de nombreux schémas conceptuels commencent par environ 15 à 25 concepts clés dans le parking, puis sont étendus ou affinés à mesure que le schéma évolue.

Liens croisés

Les liens croisés représentent les relations entre des concepts situés dans différents domaines du schéma conceptuel, vous permettant de visualiser comment les idées au sein de ces différents domaines sont connectées. Les liens croisés et la structure hiérarchique favorisent la réflexion créative, et ces liens croisés indiquent souvent des moments de créativité. Une fois la structure de base établie, les liens croisés peuvent également servir à montrer des relations entre des concepts ayant le même niveau de spécificité, et pas seulement entre des parties éloignées du schéma.

Pourquoi utiliser un schéma conceptuel ?

Le cerveau traite les visuels 60 000 fois plus vite que le texte. Conçu comme un outil d'organisation et de représentation des connaissances, le schéma conceptuel peut vous aider à visualiser les relations entre différents concepts et à tester votre compréhension de sujets complexes. Réfléchir aux relations entre les idées et les représenter visuellement crée des connexions mentales qui permettent une meilleure mémorisation des connaissances.

Le schéma conceptuel est un moyen populaire de formaliser la compréhension d'un sujet pour le travail, l'école ou l'étude personnelle. Il est le plus souvent utilisé dans le milieu universitaire, mais le processus s'applique facilement à d'autres domaines.

Les schémas conceptuels sont idéaux pour développer la pensée logique, décortiquer des systèmes complexes et contextualiser des idées spécifiques au sein de sujets plus vastes, mais ils offrent des avantages pour tout processus d'apprentissage. Utilisez les schémas conceptuels pour :

• Faciliter la compréhension, le développement métacognitif et lexical, ainsi que la mémorisation.

• Synthétiser les informations en intégrant les nouveaux et les anciens concepts pour mieux appréhender la vue d'ensemble.

• Encourager le brainstorming et la réflexion de haut niveau.

• Favoriser la découverte de nouveaux concepts et de leurs connexions.

• Communiquer clairement des idées complexes.

• Promouvoir l'apprentissage collaboratif.

• Stimuler la créativité et encourager la réflexion hors des sentiers battus.

• Prendre un instantané de vos connaissances actuelles pour évaluer votre compréhension.

• Identifier les domaines nécessitant des connaissances supplémentaires ou une révision.

• Créer des supports de formation et de la documentation officielle.

Inconvénients potentiels des schémas conceptuels

Les schémas conceptuels ne conviennent pas à toutes les situations. Voici quelques inconvénients potentiels liés à leur utilisation :

• Ils peuvent devenir visuellement encombrants ou confus lorsqu'ils sont utilisés pour explorer de vastes concepts.

• Ils limitent les utilisateurs à des mots-clés, ce qui peut donner lieu à des schémas conceptuels vagues.

• Leur création peut être plus fastidieuse que d'autres types de visualisations.

Quand créer un schéma conceptuel ?

Les schémas conceptuels sont un outil d'apprentissage optimal pour les étudiants et les enseignants, que les contributeurs soient scolarisés, dispensent des cours particuliers ou développent de nouvelles compétences par eux-mêmes. Le processus consistant à relier des idées dans un espace tangible permet de consolider vos connaissances thématiques et de clarifier les points à améliorer.

La création d'un schéma conceptuel peut s'avérer utile pour :

• Présenter des aperçus concis d'un domaine d'activité

• Assimiler des informations lors de la révision d'un examen

• Évaluer la maîtrise d'un sujet particulier par un étudiant

• Consolider les connaissances au cours du processus d'apprentissage

• Démontrer un niveau de compréhension acceptable d'un sujet

• Définir des connaissances qui se trouvent dans votre esprit mais qui n'ont pas encore été formellement documentées

Les schémas conceptuels sont similaires à d'autres méthodes de cartographie reliant des nœuds, telles que les cartes de sujets ou les diagrammes UML. Cependant, les schémas conceptuels diffèrent par leur fondement philosophique, qui soutient que les concepts et les propositions constituent la base de nouvelles connaissances et de nouvelles significations.

Gardez à l'esprit que les schémas conceptuels ne sont pas identiques aux cartes mentales, bien qu'ils soient fréquemment confondus (voir ci-dessous pour plus de détails). Les schémas conceptuels ne constituent pas le meilleur outil pour visualiser de nouvelles idées, organiser des réunions ou gérer des tâches et des projets. Dans ces situations, nous vous recommandons d'essayer les cartes mentales ou un autre type de diagramme.

Schémas conceptuels vs cartes mentales

De nombreuses personne ont du mal à distinguer les schémas conceptuels des cartes mentales. Les schémas conceptuels sont plus variés dans leur manière de représenter les relations, tandis que les cartes mentales se limitent généralement à des hiérarchies radiales et à des structures en arbre. Voici comment déterminer si vous êtes face à un schéma conceptuel ou à une carte mentale :

Schémas conceptuels

• Sont utilisés pour représenter des connaissances tacites, comme une théorie ou un concept existant, avec des idées qui sont généralement générées en externe

• Ont tendance à représenter des connaissances académiques, leur application est donc plus formelle

• Contiennent des connaissances générales près du sommet du schéma, avec des concepts associés disposés hiérarchiquement en dessous

• Présentent des sujets avec des liens croisés et des relations multiples

Cartes mentales

• Sont utilisées pour développer un ensemble d'idées, qui sont souvent générées en interne

• Ont tendance à représenter une plus grande variété de tâches et de concepts, leur application est donc plus flexible

• Contiennent un seul mot, une seule expression ou une seule image au centre de la carte, avec des idées associées rayonnant dans toutes les directions

• Présentent des sujets avec un seul parent et plusieurs enfants

Les schémas conceptuels dans l'éducation

La création de schémas conceptuels peut s'avérer un outil puissant dans l' éducation, permettant aux étudiants d'atteindre des niveaux cognitifs plus élevés, et aidant les enseignants à expliquer des sujets complexes et à évaluer la compréhension des élèves.

Les étudiants peuvent utiliser les schémas conceptuels pour :

• Organiser et structurer de nouveaux éléments de cours.

• Améliorer l'apprentissage en reliant les nouvelles connaissances aux anciennes.

• Cartographier les relations entre des éléments tels que des mots de vocabulaire, des personnages d'une histoire et des événements historiques.

• Planifier et structurer des projets d'écriture.

• Concevoir leurs propres représentations des connaissances.

• Trouver de nouvelles idées (brainstorming).

• Prendre des notes.

• Créer des guides d'étude.

• Concevoir des structures complexes.

Les enseignants peuvent utiliser les schémas conceptuels pour :

• Planifier les programmes scolaires.

• Évaluer la compréhension ou diagnostiquer les erreurs de compréhension des élèves.

• Expliquer des idées complexes.

• Aider les élèves en difficulté de lecture.

Lorsque les éducateurs intègrent les schémas conceptuels dans leur méthodologie d'enseignement, ils peuvent fournir des outils pour faciliter le processus pour les élèves :

• Donner une question centrale pour lancer la réflexion.

• Créer un parking (liste de concepts clés) pour aider les élèves à déterminer ce qu'ils doivent inclure dans leur schéma.

• Fournir des structures de schémas expertes afin que les élèves disposent d'un modèle à suivre. Il s'agit de petits schémas conceptuels commencés par un expert sur le sujet, que les élèves peuvent ensuite développer.

Les schémas conceptuels sont particulièrement utiles comme outils d'évaluation. Par exemple, les enseignants peuvent demander aux élèves de créer un schéma conceptuel au début du semestre pour évaluer leurs connaissances existantes. Les élèves peuvent ensuite répéter cette activité tout au long du semestre afin que les élèves et les enseignants puissent évaluer ce qui est acquis. Cela permet d'évaluer la capacité cognitive, car décider des liens croisés les plus importants à inclure exige des performances cognitives élevées. Cette activité peut également servir à identifier et à corriger les idées fausses que les élèves pourraient avoir.

 Les recherches indiquent que le fait de travailler en petits groupes et de coopérer pendant l'apprentissage produit des résultats cognitifs et affectifs positifs pour les élèves. La création de schémas conceptuels permet ce travail productif en petits groupes entre les élèves et les enseignants, quel que soit le sujet, et peut aider à développer les compétences de pensée stratégique d'un élève.

Les schémas conceptuels dans le monde de l'entreprise

Bien que largement utilisés dans l'éducation, les schémas conceptuels se sont étendus au monde des affaires. Ils communiquent efficacement les idées et suscitent une réflexion visuelle intuitive qui facilite l'analyse commerciale pour les opérations, le marketing, la conception de produits, et bien plus encore. La création de schémas conceptuels est un processus de groupe, ce qui en fait une activité idéale pour les équipes ou les groupes de parties prenantes, en particulier lors de la résolution de problèmes. 

Grâce à une approche créative et axée sur les résultats connue sous le nom de design thinking, les schémas conceptuels peuvent être utilisés pour l'inspiration, l'idéation et la mise en œuvre. Ces diagrammes s'avèrent d'excellents outils de narration, facilitant les phases d'idéation et d'inspiration. Au moment de la mise en œuvre, les schémas conceptuels facilitent l'instruction, la documentation et la communication.

Les schémas conceptuels peuvent permettre aux experts d'une entreprise de documenter et de partager leurs connaissances afin de :

• Promouvoir la compréhension des exigences de l'entreprise à l'échelle de la société

• Repérer les lacunes et les contradictions

• Identifier des relations complexes entre les idées

• Apprendre le « langage » d'un client

• Établir un langage cohérent pour un projet

• Identifier les dépendances potentielles des exigences

• Modéliser les flux de stocks, de trésorerie et de relations

• Développer des produits

• Analyser le marché

• Prendre des décisions

• Formuler des projets de recherche

• Cartographier les connaissances de l'équipe

• Archiver les connaissances des experts

• Former les nouveaux employés

• Concevoir des logiciels

• Construire des ontologies

Dans de nombreux contextes professionnels, les schémas conceptuels sont également créés dans le cadre de flux de travail de documentation plus larges, où les équipes ont besoin d'insérer un visuel clair dans les livrables existants. Dans ce cas, les équipes préfèrent souvent les outils numériques qui permettent d'intégrer, de mettre à jour et de partager facilement le schéma aux côtés du reste du travail.

Les schémas conceptuels dans le secteur de la santé

Au sein du secteur de la santé, les schémas conceptuels permettent de hiérarchiser les idées, d'évaluer le consensus, d'identifier les lacunes et de créer des plans d'action améliorés. Ils permettent aux différentes parties prenantes d'une organisation de se réunir et de formuler des plans efficaces en créant une représentation partagée de l'état du patient et en déterminant les prochaines étapes appropriées.

Les applications des schémas conceptuels dans le secteur de la santé comprennent :

• Organiser la charge de travail

• Prioriser les affectations des patients

• Analyser de manière critique les évaluations anormales

• Cartographier les plans de soins

• Identifier les relations entre les symptômes

• Révéler les diagnostics

• Former le personnel médical
  
  
  

Histoire des schémas conceptuels

La méthode des schémas conceptuels a été développée par Joseph Novak et une équipe de chercheurs de l'université Cornell dans les années 1970. Le Dr Novak cherchait un nouvel outil pour décrire les changements explicites dans la compréhension conceptuelle des enfants.

Lui et ses collègues de Cornell avaient étudié les théories du psychologue Jean Piaget sur les stades opérationnels cognitifs. Piaget et d'autres experts supposaient que les enfants n'étaient pas capables de comprendre des concepts abstraits, comme la nature de la matière, avant l'âge de 11 ans. Le Dr Novak a lancé un projet de recherche pour observer les moindres changements dans la façon dont les enfants apprenaient de nouvelles idées. 

Le résultat fut un nouvel outil développé par l'équipe de Cornell au cours de leur étude longitudinale : le schéma conceptuel. Ces schémas étaient simples : juste un ou deux mots pour représenter l'idée principale, avec des lignes montrant des mots de liaison qui créaient un énoncé significatif. Les concepts les plus généraux étaient regroupés au sommet du schéma, et les termes les plus spécifiques se trouvaient en bas. 

Depuis lors, la création de schémas conceptuels est devenue extrêmement populaire, car les spécialistes de tous les domaines, de l'éducation à la santé, se rendent compte de ses avantages uniques.

Fondement théorique

Les schémas conceptuels sont basés sur la théorie de l'assimilation d'Ausubel et la théorie de l'apprentissage de Novak, qui expliquent comment les individus apprennent de nouvelles informations en les intégrant aux connaissances qu'ils possèdent déjà. Novak a déclaré : "L'apprentissage significatif implique l'assimilation de nouveaux concepts et de nouvelles propositions dans les structures cognitives existantes."

Grâce à l'apprentissage significatif, abordé plus en détail ci-dessous, l'intégration de nouveaux concepts dans notre structure de connaissances cognitives s'effectue en reliant les nouvelles connaissances à des concepts déjà compris. Un schéma conceptuel fournit une démonstration visuelle des connexions entre les concepts dans notre structure cognitive. L'origine des schémas conceptuels est ancrée dans le constructivisme, qui traite de la manière dont les apprenants construisent activement les connaissances.

Fondement physiologique

Les enfants acquièrent des concepts de la naissance à l'âge de trois ans, lorsqu'ils commencent à identifier des étiquettes ou des symboles pour les régularités qu'ils observent dans le monde qui les entoure. Cet apprentissage précoce et autonome est connu sous le nom de processus d'apprentissage par découverte. Après l'âge de trois ans, le processus d'apprentissage par réception commence, au cours duquel de nouvelles significations se forment en posant des questions et en comprenant les relations entre les anciens et les nouveaux concepts. Les concepts ne sont plus définis par l'apprenant, mais décrits par d'autres et transférés à l'apprenant.

En plus d'explorer ces deux processus d'apprentissage, Ausubel différencie également l'apprentissage par cœur de l'apprentissage significatif. L'apprentissage par cœur se produit lorsqu'il y a peu ou pas de connaissances pertinentes par rapport aux nouvelles informations présentées, et aucun engagement interne à intégrer les nouvelles connaissances aux connaissances existantes. En conséquence, les informations sont facilement oubliées.

L'apprentissage significatif ne peut se produire que dans les trois circonstances suivantes :

1. Le nouveau matériel présenté doit être clair et pouvoir être mis en relation avec les connaissances préalables de l'apprenant. Les schémas conceptuels sont utiles ici, car ils identifient les concepts généraux détenus par l'apprenant sur lesquels on peut s'appuyer.

2. L'apprenant doit disposer de connaissances préalables pertinentes, en particulier lorsqu'il essaie de comprendre des connaissances détaillées et spécifiques dans un domaine.

3. Les deux premières conditions peuvent être contrôlées directement par l'enseignant, mais la troisième exige que l'apprenant fasse un effort pour assimiler les nouvelles et les anciennes informations plutôt que de simplement les mémoriser.

La distinction entre l'apprentissage par cœur et l'apprentissage significatif est un continuum, car les individus possèdent des quantités différentes de connaissances pertinentes et des niveaux de motivation différents pour l'assimilation des connaissances. La créativité est un niveau très élevé d'apprentissage significatif sur ce continuum.

La création de schémas conceptuels est puissante pour l'apprentissage significatif car elle agit comme un modèle pour aider à organiser et à structurer les connaissances, même si la structure doit être construite pièce par pièce avec de petites unités de concepts et de propositions en interaction. Ce processus permet d'utiliser les connaissances dans de nouveaux contextes et d'améliorer la mémorisation. En outre, la recherche montre que notre cerveau préfère organiser les informations selon la structure hiérarchique caractéristique du schéma conceptuel.

Fondement épistémologique

L'épistémologie est la branche de la philosophie qui traite de la connaissance et de la création de nouvelles connaissances. Le consensus croissant est que la création de nouvelles connaissances est un processus constructif qui fait intervenir nos connaissances et nos émotions.

Les schémas conceptuels sont associés aux théories constructivistes de l'apprentissage, dans lesquelles les apprenants sont des participants actifs plutôt que des destinataires passifs des connaissances. Les apprenants doivent faire un effort pour donner un sens nouveau aux informations qu'ils connaissent déjà. La construction de schémas conceptuels est un processus créatif, car les concepts et les propositions constituent le fondement de la connaissance dans n'importe quel domaine.

Types de schémas conceptuels

Bien que de nombreux schémas conceptuels partagent les mêmes caractéristiques fondamentales (nœuds, expressions de liaison, hiérarchie et liens croisés), vous pouvez choisir différentes mises en page en fonction de ce que vous essayez de démontrer :

• La carte en araignée (spider mapping) : Une carte conceptuelle en araignée est organisée en plaçant le thème ou l'idée centrale au centre du document, avec des sous-thèmes qui rayonnent à partir de ce thème central. C'est généralement le type de schéma conceptuel le plus facile à réaliser et à comprendre.

• Le logigramme (flowcharting) : Un schéma conceptuel sous forme de logigramme présente les informations dans un format linéaire.

• La carte de système (system mapping) : Un schéma conceptuel de système présente les informations dans un format similaire à celui d'un logigramme, avec l'ajout d'entrées (inputs) et de sorties (outputs) tout au long du diagramme. Ces types de schémas conceptuels sont considérés comme la présentation de données la plus complète.

• La carte hiérarchique (hierarchy mapping) : Dans un schéma conceptuel hiérarchique, les informations sont présentées par ordre d'importance décroissant, de haut en bas. Les données générales sont placées au sommet et deviennent plus spécifiques à mesure que l'on descend.

Comment construire un schéma conceptuel

Voici les étapes de base pour construire un schéma conceptuel :

1. Identifiez la question centrale ou le sujet principal. Réfléchissez au problème ou à la question que vous souhaitez que le schéma conceptuel résolve. Cette idée doit se connecter à toutes les autres sur votre schéma et guidera la structure hiérarchique. Si votre sujet vous semble trop vaste pour être cartographié de manière claire, le fait de le restreindre à une seule question centrale peut grandement faciliter le reste du processus.

2. Identifiez tous les concepts clés qui se rapportent à l'idée principale que vous avez définie. Classez-les en plaçant les concepts les plus généraux en premier et les concepts les plus spécifiques en dernier. Cette liste est appelée le parking. Veillez à ce que les étiquettes des concepts restent courtes (souvent un ou deux mots) afin que le diagramme reste lisible au lieu de se transformer en un bloc de texte.

3. Créez un schéma conceptuel préliminaire qui relie les concepts entre eux. N'oubliez pas d'ajouter des mots ou des expressions de liaison sur les lignes pour démontrer comment les concepts sont liés.

4. Ajoutez des liens croisés pour connecter des concepts dans différents domaines. Une fois les liaisons de base establies, recherchez des liens croisés supplémentaires, en particulier entre des concepts situés au même niveau de spécificité, afin de faire émerger des relations non évidentes.

5. Révisez continuellement votre schéma conceptuel si nécessaire. Au cours de la révision, il peut être utile de tester la pertinence du schéma en vérifiant si chaque concept est au meilleur endroit et si chaque expression de liaison est la description la plus précise de la relation.

Conseils pratiques pour dessiner et affiner votre schéma

Au-delà des étapes fondamentales ci-dessus, quelques choix pratiques peuvent faciliter le démarrage et le maintien d'un schéma conceptuel au fil du temps. Lorsque vous ajoutez des liens à chaque concept, veillez à examiner attentivement les relations que vous illustrez. Posez-vous des questions telles que :

• Quels outils vais-je utiliser pour créer mon schéma conceptuel ?

• Est-ce que chaque élément est à sa juste place ?

• Existe-t-il une meilleure position pour cette idée ou ce groupe d'idées ?

• Puis-je utiliser un mot de liaison plus précis pour représenter cette relation ?

N'oubliez pas qu'il s'agit d'un schéma préliminaire qui devra probablement être révisé. Traitez les premières ébauches comme des modèles de travail : la valeur provient souvent de l'itération jusqu'à ce que la structure corresponde exactement à ce que vous voulez exprimer. Les outils numériques peuvent simplifier considérablement la révision, le partage et la mise en forme de la présentation, en particulier lorsque le schéma est destiné à être réutilisé.