SQiP2015-研究のデザイン入門

研究のデザイン入門
鷲崎弘宜
早稲田大学
グローバルソフトウェアエンジニアリング研究所
@Hiro_Washi
washizaki@waseda.jp
SQiP研究会ミニ講座 2015年6月12日

既存の良い資料
• [鵜林] 鵜林尚靖、"世界を目指す論文の書き方 ~ 不採録
コメントに学ぶ ~"、SES2011チュートリアル
http://ws.cs.kobe-u.ac.jp/~masa-
n/ses2011/ses2011_tutorial2.pdf
• [Orso] Alex Orso, How to Get My Paper Accepted at Top
Software Engineering Conferences,
http://www.slideshare.net/alexorso/how-to-get-my-paper-
accepted-at-top-software-engineering-conferences
• [千葉] 千葉滋, “論文の書き方”
http://www.csg.is.titech.ac.jp/~chiba/writing/
• [Shaw] Mary Shaw, "Writing Good Software Engineering
Research Papers," ICSE'03, mini tutorial
http://www.cs.cmu.edu/~Compose/shaw-icse03.pdf
• [浦野] 浦野研, “「よい研究」の条件と種類”,日本コミュニケ
ーション学会（CAJ）第18 回北海道支部研究大会,
http://www.urano-ken.com/research/caj2009_handout.pdf 2

目次
• 研究とは何か
• 研究のダメな進め方、良い進め方
• 論文とは何か
• 典型的な論文構成
• 査読に通すコツ
• まとめ
• 余談: 卒業後、どこに出す？研究者の評価と
は？
3

研究（research）とは何か
• おおざっぱに言えば「仮説の検証」
• 良い研究であるために:
– 新たな研究課題 Research Question や、それに対
する仮説 Hypothesis を掲げている
– 仮説を検証し、研究課題に応えている
– 得られた知識が人々やコミュニティに貢献する
4

研究課題 Research Questions
• 小分けにしてそれぞれ妥当性や重要性、達成度合いを確
認しやすくする
• 種類 [Shaw]
– 開発の方法: How can we do X?
– 分析・評価の方法: How can I evaluate X ?
– 特定インスタンスの設計・評価・分析: How good is X?
– 一般化・特性化: Given X, what will Y be?
– 実現可能性・さらなる調査: Is it possible to accomplish X at all?
• NG
– RQ. 拡張可能な～により・・・を支援できるか?
• OK
– RQ1. ～を自動的に得られるか？
– RQ2. ・・・の達成効率は、～が○○より優れているか？
– RQ3. ～は実用的な時間内で実行可能か？
5

目次
• まとめ
は？
6

研究の進め方がダメだと・・・
• やったこと、作ったモノの説明ばかり
• なぜそれが必要であるのか、どのような問題
を解決しているのか、それが何の役に立つの
か不明
• とってつけたような目的不明の実験
7

つまり、研究のダメな進め方とは
1. 予備調査、関連研究を調べる
2. 何かをやってみる or 作る
3. 研究課題を考える
4. 実験 or 調査する
5. 結果を考察し論文にまとめる
8
関連研究
解決・提案・貢献
実験方法
実験結果
本文詳細化

研究の進め方が良いと・・・
• ゴール、研究課題が明確
• 従って、やったこと、作ったモノの必要性や問
題解決も明快
• 実験が、研究課題の回答・問題解決を確認で
きるように設計されている
9

つまり、研究の良い進め方とは
1. 予備調査、関連研究を調べる
2. ゴールを先に決定する
3. 研究課題を先に考える
4. 仮説、回答方法を先に検討
5. 仮説に基づき何かをやってみ
る or 作る
6. 実験 or 調査する
7. 結果を考察し論文にまとめる
10
関連研究
タイトル案
問題・研究課題
実験方法
解決・提案・貢献
実験結果
本文詳細化
テストファーストのように、何かをする前にゴール
・研究課題・仮説・回答方法を検討しておくこと

ウォータフォールな1年間
• 5月: ゴールを決める
• 6月: 研究課題を設定し、論文を書き始める
• 7月: 仮説と回答方法を検討
• 8月-10月: 仮説に基づき提案内容を進める
• 11月: 実験 or 調査する
• 12月: 結果を考察する
• 1月: 論文を完成させる
• 2月: 論文を発表し、反応をフィードバックさせる
• 3月- 卒業、対外的に投稿し発表する
11

理想的にはイテラティブ
• 5月: ゴールを決める。論文を書き始める。
• 6月
• 7月
• 8-10月
• 11月
• 12月
• 1月: 論文を完成させる
• 2月: 論文を発表し、反応をフィードバックさせ
る
• 3月- 卒業、対外的に投稿し発表する 12
・研究課題、仮説、
回答方法を検討する
・仮説に基づき提案内容を進める
・実験 or 調査する
・結果を考察する
×2-3回

目次
• まとめ
は？
13

論文（paper）とは何か
• 論議する文。筋道を立てて
述べた文。 -- 広辞苑
• 学問の研究成果などのある
テーマについて論理的な手
法で書き記した文章 --
Wikipedia
• NOT 報告（やっこう）
• NOT 作文
14

なぜ研究論文を書くのか
• 自身のため
– 論理的思考力の研鑽
– 問題解決の把握と掘りさげ
– 社会的認知の向上、キャリア形成
• 自組織のため
– 根拠のある形での成果適用や展開
– 積み重ねと発展
• 学問、社会への貢献
– 知識や方法の検証、フィードバック
– 積み重ねと体系化を通じた学問形成
15

研究論文を書く上で大事なのは・・・
良い論文を読むこと。
良い研究をすること。
これらに勝るものなし。
• Do exciting research, and the papers will come
[Orso]
16

研究論文を書く上で大事なこと
• 記述が論理的で納得できる
– 論理的繋がり、議論、根拠
• 主張が明快で絞られている
– 問題、解決
• 第三者にとって読みやすい
– 典型的な論文構成
– トピックセンテンス
– 例、図表
17

目次
• まとめ
は？
18

典型的な論文構成
0. タイトル
1. 概要
2. はじめに（導入）
3. 背景
4. 提案
5. 実験（評価）: 議論、妥当性への脅威を含む
6. 関連研究
7. おわりに（結論と展望）
8. 参考文献
19

0. タイトル
• 概要をさらに要約した結果
20
タイトル
概要
論文本体
はじめに（導入）

1. 概要
• 背景、問題、解決、根拠の大切な部分に絞っ
て要約
• ここがNGだと、全てNG
• NG
○○は重要である。しかし・・・。そこで我々は～を
提案する。
• OK
○○について・・・という問題がある。その解決のた
め我々は～を提案する。実験により×××を確
認した。
21

2. はじめに（導入）
• ミニ論文として独立して成り立つ＋以降のポインタ
– 背景、問題提起、研究課題、関連研究、解決のアイディア、実
験結果、貢献、以降の構成
– 根拠のない事柄、一般論は不要
– 扱う問題の範囲を最初から絞る
• NG
近年、○○が普及しつつある。その中でウンヌン。しかし・・・。そ
こで我々は～を試みた。その結果を報告する。
• OK
○○について・・・という問題がある。
その解決のため我々は～を提案する。
実験により×××を確認した。
本論文の貢献は次の通りである。
• ＡＡＡ
• ＢＢＢ
本論文の以降の構成は次の通りである。 22

3. 背景、扱う問題
• 問題提起型
– 動機づけの例の明示 Motivating Example
• 問題解決型
– 関連研究およびその未解決問題の明示（例があると
なおよい）
• NG
– 品質とは・・・。レビューとは・・・。
– だらだらと教科書にあるような一般技術の説明に終
始
• OK
– 3.1 関連する特定の専門技術や領域説明
– 3.2 動機づけの例
23

4. 提案
• どれだけ苦労したかではなく、「何を」「どのように」「その制
限」を正確に
• 焦点を絞り、分かりやすく
– アイディアの要点
– 提案手法やシステムの名前付け
– 例中心
• NG
– 我々は2ヶ月の開発により〇〇を実現した。○○はＡ，Ｂ，Ｃか
ら構成される。Ａは・・・
• OK
– 我々は・・・を実現する手法 WashizakiMethod（WM）を提案する
。WMは・・・という場合において～に対して・・・を実現する。
WMの技術的要点はα、β、γである。
– αは・・・。例えば図Xにおいて・・・
24

5. 実験（評価）
• 典型的構成
– 答える研究課題・質問 Research Question を最初に
– そのうえで実験条件、結果、実験結果からRQへの回答を議論
– 妥当性への脅威 Threats to Validity
• 定量化にこだわる
• 実際にはあらゆる側面・状況を評価できているわけではない
[千葉]
– 「実験」「ケーススタディ」「Validation」
• NG
– 提案手法を・・・に適用した。その結果～
• OK
– 本論文が答えようとする研究課題は以下である。
• RQ1. ・・・
– 5.1 実験内容
– 5.2 実験結果
– 5.3 議論
– 5.4 妥当性への脅威 25

妥当性への脅威 Threats to Validity
• 内的妥当性への脅威（Threats to Internal Validity）
– 因果関係の確かさに影響を与える事柄を議論
– 例えば提案手法の利用と作業効率向上の間の因果関係について、被験者
の慣れ、経験や環境の相違、などが影響を与える可能性あり
– OK: 実験において～なので、・・・が～に影響した可能性がある。これは内的
妥当性への脅威である。今後、・・・により影響の有無を確認したい。
• 外的妥当性への脅威（Threats to External Validity）
– 一般化の可能性に影響を与える事柄を議論
– 利用者の違い、組織の違い、ドメインの違いなど
– OK: 実験は一つの企業における一つの・・・ドメインに限定して実施したもの
であり、これは外的妥当性への脅威である。ただし、提案手法は・・・ドメイン
に特化して設計されたものではなく、～という特徴を有するドメインであれば
同様に有効な可能性がある。今後、・・・により他のドメインや企業における有
効性を検証したい。
• 他にも様々な妥当性への脅威
– 構成概念妥当性（Construct Validity）: 測定や検証する結果が本来知りたい
事柄（概念）を適切に反映している
– 基準関連妥当性（Criterion-related Validity）: 外部の確立された基準と比較
して測定や検証の結果が一致・相関している
– 内容的妥当性（Content Validity）:全体を偏りなく測定・検証している
26

6. 関連研究
• 論文誌や学位論文では、しばしば冒頭に置
いて当該研究を位置づける
• 当該研究との関係を説明する [Orso]
– 競合
– 補間
– 重複
27

7. おわりに（結論と展望）
• 論文全体の要約であるが
– 具体的に
– 結果、貢献の強調
• 加えて今後の展望（Future Work）
– 言い訳を並べない [鵜林]
– 今後の発展の可能性を示す
28

目次
• まとめ
は？
29

査読に通すには・・・
査読で落とされること。
それに勝るものなし。
• Embrace rejection [Orso]
• 不採録コメントに学ぶ [鵜林]
30

投稿対象を知る
• 論文の典型的構成
• 論文の内容の傾向
• 査読者の顔ぶれ
• 査読プロセス
• 一般読者、参加者の顔ぶれ: 誰のために書く
のか？
31

査読者を掴む
• 査読者の時間は非常に限られている
– タイトル、概要で惹きつけて、「はじめに」「おわりに」で
他のパートを読む気にさせる
– 図表、例を多用する
– 貢献や研究課題を目立たせる
– 「数」にこだわる
– トピックセンテンス。結論を先に。
• 参考文献を「まっとうに」
– 一般書籍ばかりとしない
– 投稿対象会議・論文誌で発表された論文を含める
• 査読者は当該研究領域の専門家「とは限らない」
– 段階的に詳細・複雑な事柄に入る [Orso]
32

文章作法に沿う [千葉]
• トピックセンテンス（段落の主張）を各段落の
先頭に持ってくる
• 結論を先に書き、理由、例を続ける
– NG: ～である。すると・・・なので、従って○○であ
る。
– OK: ○○である。なぜならば・・・である。例えば～
。
• 論理的な繋がりを心掛ける
– 論理の飛躍のないように
• 例を中心に説明を進める
33

目次
• まとめ
は？
34

まとめ
• 研究とは「仮説の検証」である。研究課題とそれに
対する仮説が重要。
• 何かをする前にゴール・研究課題・仮説・回答方法
を検討しておくこと。
• 研究の早い段階から論文を書き始める
• 論文を書こう。自分、自組織、学問・社会。
• 論文は報告・作文とは異なる
• 論文は論理的に納得できて、主張が明快で、読み
やすいこと（文章作法に従うこと）
• 典型的な論文構成を抑えよう
• 投稿対象や査読者を知ろう
• どこに投稿するか、よく考えよう。目的は？ 35

目次
• まとめ
は？
36

余談: どこに出す？
• 論文誌: 知識の積み重ねと学問形成
– 研究の完成形が求められる
– ランク: SCI/SCIE 収録（インパクトファクター）、CORE
Journal Rank、DBLP収録など
• 国際会議: 議論、アイディア共有、フィードバック、
知識の積み重ね
– 研究の中間成果、一定の完成度が必要
– ランク: CORE Conference Rank、DBLP収録など
• 国内会議: 議論、アイディア共有、フィードバック、（
知識の積み重ね）
– 研究の初期・中間成果
37

ソフトウェア品質関係の国際会議
• 認知された「まっとう」な国際会議
– CORE Rankあり
http://www.core.edu.au/index.php/conference-rankings
– DBLP等メジャーなインデックスに収録 http://dblp.uni-
trier.de/
– 全般: ICSE (CORE Rank A*), ASE(A), FSE(A), ESEC(A),
SEKE(B), COMPSAC(B), APSEC(C)ほか
– 特定: RE(A), ISSTA(A), ESEM(A), ISSRE(A), CAiSE(A),
QoSA(A), QSIC(B), ARES(B) , PROFES(B), ICST(C) ほか
• ×××な国際会議
– 概要の審査、予稿集を入手できない、CORE Rankなし、
インデックス未収録
– WCSQ, ANQなど 38

ソフトウェア品質関係の国内会議
• 知識の積み重ね
– 論文投稿、厳格な査読、予稿集
– 全般: 情報処理学会ソフトウェアエンジニアリングシ
ンポジウム SES、日本ソフトウェア科学会ソフトウェア
工学の基礎ワークショップ FOSE
– 特定: ソフトウェアテストシンポジウム
• その場での情報共有・議論
– 概要投稿 and/or 査読無し
– 全般: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会、電子
情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会
– 特定: ソフトウェア品質シンポジウム SQiP
39

研究者の評価
• 論文数、被引用数
– h-index: 被引用数がh以上の論文数h以上
– Google Scholarで研究者をチェックしてみよう
http://scholar.google.co.jp/
• 外部資金獲得額
• 本来は研究の中身・価値、その社会貢献・インパクト
– Bruce C. Gibb, “Lies, damned lies and h-indices”
– ペリプラノン, “Impact Factorかh-indexか、それとも・・・”
40

お願い: IPA RISE委託研究（研究代表: 鷲崎）
「測定評価と分析によるソフトウェア製品品質の実
態定量化および総合的品質評価枠組みの確立」
• 2015-2016年間、国内約40製品の品質の実態調査
• 内部品質、外部品質、利用時の品質を定量的に測定
評価、影響関係を精密かつ総合的に明らかに
• 品質間の関係を総合的に実証した初のベンチマーク
• 測定評価対象の公募等の詳細は9月頃を予定
41
影響
利用時の
品質
外部品質内部品質資源/組織/プロセス品質属性
ソフトウェアシステム業務開発プロセス
……
……
……
……
……
……
資源,組織,環境
対象
どのように影響
しているのか？
どのように測定評価
すればよいのか？
研究の範囲

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