هدفت هذه الدراسة إلى الکشف عن فاعلية استخدام معمل الرياضيات في التحصيل وتنمية مهارات التفکير الناقد في مادة الرياضيات لدى طلبة الصف التاسع الأساسي. وقد استخدم الباحث المنهج شبه التجريبي، وتکونت عينة الدراسة من (54) طالباً من طلبة الصف التاسع الأساسي، مقسَّمة إلى مجموعتين: مجموعة تجريبية اختيرت من مدرسة عبدالله بن أنيس للتعليم الأساسي (12-5)، وتکونت من (30) طالباً درست وحدة "هندسة الدائرة" من خلال استخدام معمل الرياضيات، ومجموعة ضابطة اختيرت من مدرسة سلمة بن سعد للتعليم الأساسي (5 -12)، وتکونت من (24) طالباً درست الوحدة نفسها بالطريقة المعتادة، وتم التأکد من تکافؤ المجموعتين في التحصيل والتفکير الناقد قبلياً. ولتحقيق أغراض الدراسة قام الباحث بإعداد المادة التعليمية لوحدة "هندسة الدائرة" للصف التاسع الأساسي، وتم التحقق من صدقها بالتحکيم، کما تم إعداد أداتين: إحداهما اختبار في التحصيل الدراسي، والأخرى اختبار في مهارات التفکير الناقد، وتم التحقق من صدقهما بعرضهما على مجموعة من المحکمين، کما تم التأکد من ثباتهما باستخدام طريقة الاتساق الداخلي (طريقة ألفا کرونباخ) والذي بلغ (0.84)، و(0.72) على الترتيب. وللإجابة عن أسئلة الدراسة استخدم الباحث اختبار "ت (t-test)" ومعامل ارتباط بيرسون، وأظهرت النتائج وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى الدلالة (0.05=(α، بين متوسطي درجات طلبة الصف التاسع الأساسي للمجموعتين التجريبية والضابطة، في اختبار التحصيل البعدي لصالح متوسط درجات المجموعة التجريبية. بالإضافة إلى وجود فروق ذات دلالة إحصائية عند مستوى الدلالة (0.05=(α، بين متوسطي درجات طلبة الصف التاسع الأساسي للمجموعتين التجريبية والضابطة، في اختبار التفکير الناقد البعدي لصالح متوسط درجات المجموعة التجريبية. وقد أوصت الدراسة بتفعيل استخدام معمل الرياضيات، مع ضرورة توعية معلمي الرياضيات بأهميته، وتدريبهم على استخدامه في الغرفة الصفية.