يمثل التفكير البصري أداة جوهرية في العملية التعليمية؛ لأنّه يُسخّر حواسنا للتفاعل مع المعلومات وفهمها بشكلٍ أعمق، وبواسطته يستطيع المتعلم ترجمة المعلومات البصرية إلى لغة لفظية، واستخدامها في شتّى المجالات. يتمتع التفكير البصري بأهمية بالغة لدى الباحثين والتربويين؛ فهو أداة قوية لفهم عناصر الكون، وتفسير الظواهر العلمية المتنوعة، وتحفيز الإبداع والابتكار، بالإضافة إلى مساعدة المتعلمين على فهم المفاهيم العلمية المجردة وإكسابهم مهارة حل المشكلات ممّا يجعل المتعلمين أكثر تفاعلاً واندماجاً بعملية التعلم، كما يبقى أثره في الذاكرة لفترة أطول من أنواع التفكير الأخرى كونه يركز على الإدراك من خلال المعالجة البصرية، ممّا يُحسّن من أداء المتعلم ويُعزّز عملية التعلم لديه بشكل مستمر. وتساهم مهارات التفكير البصري في تمكين المتعلم من فهم المعلومات وتنظيمها ممّا يسهل من عملية استدعاء المعلومات من الذاكرة، وعلاوة على ذلك فإن هذه المهارات تُعزز قدرة المتعلمين على توليد أفكار مبتكرة من خلال السماح باستكشاف وجهات نظر مختلفة وربط المفاهيم بصريًا، مما يجذب انتباه الطلبة وتشويقهم إلى موضوعات الدراسة وبالتالي المساعدة على استمرار التعلم حسب قدرات المتعلمين واحتياجاتهم المختلفة. وتشمل مهارات التفكير البصري مجموعة من المهارات كمهارة القراءة البصرية، ومهارة التمييز البصري، وإدراك العلاقات المكانية، ومهارة تحليل المعلومات، ومهارة تفسير المعلومات، ومهارة استنتاج المعنى، إذ تعد مهارة القراءة البصرية أدنى مهارات التفكير البصري، وتتمثل في القدرة على تحديد أبعاد وطبيعة شكل الصورة المعروضة، بينما مهارة التمييز البصري تتمثل في قدرة التعرف على الشكل البصري المعروض وتمييزه عن أي شكل آخر، سواء كان رموزًا، أو صورًا، أو رسومًا بيانية، أو منظومات، في حين أنَّ مهارة إدراك العلاقات المكانية توضح القدرة على رؤية العلاقة بين أجزاء الشكل البصري، وفهم كيفية تفاعلها مع بعضها البعض. أما مهارة تحليل المعلومات فتتمثل بالقدرة على التركيز في التفاصيل الدقيقة، وبالتالي تجزئة الشكل البصري إلى مكوناته الأساسية، أمّا مهارة تفسير المعلومات فتبين القدرة على تفسير كل جزئية من جزئيات الشكل البصري حيث إنّه يحتوي على رموز وإشارات تفسر المعلومات المرسومة، بينما مهارة استنتاج المعنى تتمثل بالقدرة على الوصول إلى معانٍ جديدة والتوصل إلى المفاهيم من خلال الأشكال المعروضة. ويمكن تنمية التفكير البصري في مادة العلوم من خلال مجموعة متنوعة من الأنشطة والتدريبات التي تحفز الدماغ على معالجة المعلومات بصرياً كممارسة الأنشطة البصرية بما في ذلك الألعاب التعليمية ومشاهدة الفيديوهات والصور العلمية وتأملها وتصميم الخرائط المفاهيمية والمخططات العلمية، بالإضافة إلى استخدام الأدوات التقنية المتنوعة كبرامج تصميم الرسوم البيانية، كما أن زيارة المتاحف والمعارض العلمية تنمي مهارات التفكير البصري، ويمكن تمثيل الشكل البصري من خلال الصور أو الرسوم البيانية والتخطيطية أو الرموز.