Kemampuan dasar mengajar merupakan kompetensi penting yang harus dimiliki calon guru untuk melaksanakan pembelajaran secara profesional. Namun, pembelajaran microteaching yang masih didominasi pendekatan konvensional belum mampu mengembangkan kompetensi tersebut secara optimal. Salah satu alternatif yang dapat diterapkan adalah model Flipped Project-Based Learning (FPBL) yang mengintegrasikan pembelajaran mandiri berbasis digital dengan penyelesaian proyek secara kolaboratif. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis penerapan model FPBL dalam meningkatkan kemampuan dasar mengajar mahasiswa pada mata kuliah microteaching. Penelitian menggunakan pendekatan kuasi eksperimen dengan Nonequivalent Pretest–Posttest Control Group Design. Populasi dari penelitian ini yaitu semua mahasiswa semester 6 Prodi Pendidikan Matematika UIN Sunan Gunung Djati Bandung yang berjumlah 12 kelas microteaching. Sedangkan jumlah sampel yang dipakai dalam penelitian ini adalah 39 mahasiswa yang berasal dari tiga kelas dengan kelas yang memiliki keterampilan mengajar relatif sama dan masing-masing kelas berjumlah 13 mahasiswa. Data dikumpulkan melalui tes praktik kemampuan dasar mengajar sebelum dan sesudah perlakuan, kemudian dianalisis menggunakan uji ANOVA dua jalur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan model FPBL berpengaruh signifikan dan dapat meningkatkan kemampuan dasar mengajar mahasiswa dibandingkan model pembelajaran lainnya. Temuan ini menunjukkan bahwa FPBL dapat menjadi alternatif model pembelajaran yang efektif pada mata kuliah microteaching untuk meningkatkan kompetensi mengajar calon guru melalui pembelajaran yang aktif, kolaboratif, dan berpusat pada mahasiswa.