博弈论基础课程教学大纲
一、课程基本信息（黑体、小四、加粗、行距20磅）
课程编号：AS33108
课程名称： 博弈论基础
英文名称：Essentials of Game Theory
课程学时：32 讲课学时：24 实验学时：8 上机学时： 习题学时：
课程学分：2.0
开课单位：航天学院控制与仿真中心
授课对象：自动化类本科生
开课学期：3春
先修课程：线性代数
二、课程目标（课程简介精炼）
博弈论自从诞生以后快速发展，不仅其理论不断成熟完善，而且应用范围日益广泛。博弈论的应用已涵盖经济学、生物学、社会与管理科学、军事与决策理论、计算机、 人工智能等，特别是它与控制论的相互影响和促进。本课程的研究对象是博弈论，是为控制学科的本科生开设的。博弈论或者控制论属于普适性的学科，与传统的物理学、力学或数学等不同, 控制与博弈不仅要认识世界, 而且更重要的是要能动地改造世界。控制与博弈之间有着深刻的内在联系：控制论所处理的对象主要是机器等没有智能的力学系统，目的是设计控制，让客观事物按照控制者的主观愿望运行。而博弈可以看作控制的一种延伸或发展，它所控制的对象是有智能的，对象可能有着不同的目标，这就形成了非合作博弈；对象也可能同你合作，但必需兼顾它的利益，这就形成了合作博弈。未来的被控对象范围将更为广泛，无人驾驶、机器人、可以在线规划弹道的飞行器等均可被视为有智能的被控对象。
作为控制论与博弈论的交叉学科，基于博弈的控制理论与控制导向的博弈理论，可望成为一个从理论到应用都极具重要性的交叉学科发展方向。
本课程希望能够使得学生了解掌握博弈方面的基本概念、相关理论方法和最新研究成果，实现博弈论与实际应用的交叉结合，内容强调基础理论以及前沿性与探索性，具体的指标在于：
(1)使学生了解和掌握博弈论的基本思想、理论和方法；
(2)启发学生能够使用博弈论方法思考、分析和解决实际问题。
通过本课程的学习，使得学生在未来控制领域的工作与研究活动中更具有竞争力。
三、课程目标与毕业要求对应关系（毕业要求具体描述按指标点分解列写，见附件，课程目标没有3，但是对应关系还有！！）
毕业要求 | 毕业要求具体描述 | 课程目标 |
1.工程知识 | 能够将博弈论的思想和方法用于解决复杂工程问题。 | 课程目标1 |
2.问题分析 | 能够应用博弈论的模型、基本理论和方法，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。 | 课程目标2 |
3.设计/开发解决方案 | 能够设计针对复杂工程问题的解决方案，建立博弈论的框架模型，设计满足特定需求的博弈机制，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 | 课程目标3 |
注：毕业要求参照附件（工程教育认证通用标准之毕业要求），从中选取课程目标支撑的毕业要求条目。
四、课程目标与课程内容对应关系（对应关系尽量简单）
序号 | 教学内容 | 教学要求 | 学时 | 教学方式 | 对应课程 目标 |
1 | 绪论：介绍博弈论的研究对象、发展历史和趋势，博弈的基本要素和定义，博弈的分类以及博弈的应用等。 | 掌握博弈的定义、要素和基本模型、了解博弈的发展历史、分类及应用 | 2 | 课堂讲授 | 课程目标2 |
2 | 零和(常和)博弈 介绍矩阵对策的基本概念、解的存在性定义、最优策略的性质与线性规划的关系、求解方法以及最优策略集的方法等。 | 掌握两人零和有限对策博弈的基本概念、性质、解的存在条件和求解方法等。 | 6 | 课堂讲授 | 课程目标1 课程目标2 |
3 | 扩展性博弈 介绍扩展型博弈，并给出矩阵博弈和扩展型博弈的转化方法。鞍点均衡解的递归求解方法。 | 掌握扩展型博弈的定义以及与矩阵博弈之间的转化方法。 | 4 | 课堂讲授及讨论 | 课程目标1 课程目标2 |
4 | 非零和博弈I 二人非零和博弈的概念、Nash均衡的求取、双矩阵博弈Nash均衡的计算、N人非零和博弈的定义、Nash均衡及其计算方法等。 | 掌握非零和有限博弈的解及计算方法等。 | 2 | 课堂讲授 | 课程目标1 课程目标2 |
5 | 非零和博弈II 非零和博弈在决策制定、多自主体协同控制等方面的应用实例等。 | 掌握利用非零和博弈框架进行分析和解决问题的思路和方法。 | 4 | 课堂讲授及讨论 | 课程目标3 |
6 | 合作博弈 合作博弈的基本思想，给出联盟、特征函数、分配等基本概念、Shapley值、核心等合作博弈的解。 | 掌握合作博弈的基本模型、Shapley值的求解方法。 | 2 | 课堂讲授 | 课程目标1 课程目标2 |
7 | 动态博弈 微分博弈:数学模型、微分博弈基本概念、分类等。 重复博弈：重复囚徒困境，有限次及无限次重复博弈、有限平均收益与未来贴现收益、佚名定理、随机博弈和学习、合作方法等。 | 掌握微分博弈和重复博弈的基本概念、方法和应用等。 | 4 | 课堂讲授 | 课程目标1 课程目标2 |
8 | 博弈在人工智能、对抗搜索、制导控制、决策、分配、机制设计等问题的应用讨论。 | 启发式研讨，培养学生用博弈论方法建模、分析和解决应用领域中的问题。 | 4 | Seminar | 课程目标3 |
9 | 博弈理论的发展、趋势、前沿和开放性问题等 | 启发式研讨，培养学生用博弈论方法建模、分析和解决应用领域中的问题。 | 4 | Seminar | 课程目标3 |
五、课程教学方法（黑体、小四、加粗、行距20磅）
1. 课堂授课
1.1 采用启发式教学
首先介绍博弈论中经典的实例，或者采用博弈论的方法解释社会生活中的现象，通过提问和互动激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。
1.2 采用式多媒体辅助式教学
采用课件、网络视频等多种辅助方式增强教学的直观性，提高课堂教学信息量，同时加深同学们的理解。
1.3 采用实例教学方式
通过一些实际问题的分析引导学生达将理论与工程实践相结合，学会应用自然科学和工程科学的基本原理，进行机理研究、仿真分析、实验验证等，进而培养同学们分析和解决本领域相关工程问题的思维方法和实践能力。
1.4 教学网站交流
使用Moodle课程网站，共享课件、参考资料、作业等，建立课程讨论区，使得学生不仅可以互相交流讨论，而且教师可以随时进行答疑，提高学习效果。
2. 应用实例Seminar研讨
设计好题目和形式，采用Seminar的教学形式，增加与学生之间的交流和讨论，在开拓学生们思维的同时，激发他们的创新意识，培养他们运用所学知识，建模、分析和解决应用领域中的问题。
六、课程考核方法（黑体、小四、加粗、行距20磅）
考核环节 | 考核与评价细则 | 所占分值 | 学生平均得分 | 对应课程目标 |
平时作业 | a.考核学生们平时上课的表现，对提问的回答等； b.作业交4次，单独评分； c.以上两项最后合计，给出成绩。 | 20 | A | 课程目标1 |
Seminar讲座 | a.按照设计题目完成1个Seminar讲座； b.上交规定格式学术报告； c．教师根据讲座和报告情况给出成绩。 | 30 | B | 课程目标2 |
期末考试 | a.卷面成绩100分，以卷面成绩按比例折算成实际得分； b.考试命题以大纲中的应知应会内容为主，题型有填空、判断、简答、简算、图解、分析和计算等，并保证逐年有所变化。 | 50 | C | 课程目标3 |
总评成绩 | 100 | A+B+C | 课程总体目标 |
七、主要教材与参考书
程代展等,矩阵代数、控制与博弈，北京理工大学出版社，2014.
谭春桥,张强,合作对策理论及应用,北京:科学出版社, 2011.
http://www.gametheory.net/
Tamer Basar, Dynamic Noncooperative Game Theory, SIAM, 1998
J. Nash, Non-cooperative game, The Annals of Mathematics, Vol. 54, No. 2, 286-295, 1951.
大纲撰写人：贺风华、陈松林 大纲审核人：马杰
附件：
毕业要求
（摘自工程教育认证通用标准）
专业必须有明确、公开的毕业要求，毕业要求应能支撑培养目标的达成。专业应通过评价证明毕业要求的达成。专业制定的毕业要求应完全覆盖以下内容：
1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。
2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。
3.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
5.使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
6.工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。
7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。
9.个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
10.沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
11.项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。
12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。
