Efektivitas penggunaan Game-Based Learning dan kepraktisan media Flashcard dapat digunakan untuk meningkatkan prestasi dan aktivitas belajar siswa pada mata pelajaran kimia terutama materi struktur atom yang membutuhkan kejelian dan pemahaman tinggi. Tujuan dari penelitian ini untuk menguji 1. efektivitas model Game-Based Learning berbantuan Flashcard terhadap prestasi belajar siswa pada materi struktur atom, dan 2. efektivitas model Game-Based Learning berbantuan Flashcard terhadap aktivitas belajar siswa pada materi struktur atom. Penelitian ini menggunakan metode campuran (mixed methods) dengan dominant quantitative dan less qualitative (embedded design). Pada penelitian kuantitatif, menggunakan quasi experiments dengan desain penelitian yang digunakan adalah one group pretest-posttest design. Sedangkan pada penelitian kualitatif, jenis penelitian yang digunakan adalah deskriptif kualitatif. Populasi dalam penelitian ini adalah siswa Fase E di SMA Negeri 4 Surakarta dengan teknik pengambilan sampel yaitu cluster random sampling dan didapatkan sampel kelas Fase E-9 dan Fase E-3 yang masing-masing kelas berjumlah 36 siswa. Teknik pengumpulan data yaitu dengan tes, observasi aktivitas, wawancara, dan dokumentasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model Game-Based Learning berbantuan Flashcard efektif diterapkan dalam pembelajaran kimia pada materi struktur atom, ditinjau dari hasil tes siswa dalam pembelajaran. Hasil gain prestasi belajar siswa pada kelas eksperimen sebesar 78% sedangkan pada kelas kontrol 60%; model Game-Based Learning berbantuan Flashcard efektif diterapkan dalam pembelajaran kimia pada materi struktur atom, ditinjau dari observasi aktivitas siswa dalam pembelajaran. Hasil gain aktivitas belajar siswa pada kelas eksperimen sebesar 83% sedangkan pada kelas kontrol 69%. Didukung oleh hasil wawancara siswa bahwa siswa pada kelas kontrol merasa bosan, sedangkan pada kelas eksperimen merasa senang dengan model belajar yang digunakan. Hal tersebut dapat mendukung implementasi Kurikulum Merdeka dalam proses pembelajarannya yang berfokus pada siswa. Perlu digunakannya model Game-Based Learning oleh guru agar siswa lebih aktif dalam kegiatan pembelajaran.