案例研究设计为案例研究提供了一个指导性的框架。罗伯特*K.殷提出了研究设计需要包括五个要素，即研究的问题是什么？如果有理论主张（或理论假设），它是什么？分析单位是什么？怎么把数据和理论主张（或理论假设）相联系？诠释数据的标准是什么？
首先，研究要回答的问题。这不仅反映了案例研究的目的，这些问题一般是“怎么样”和“为什么”的问题，而且对于案例研究必须明确要回答的问题，即要研究什么，研究目的何在，以及什么知道，什么还不知道。
其次，研究的理论主张即研究者的主张。研究主张可以使你关注所要研究的问题，对日后的研究起引导作用。研究主张并不能改变研究目的，而在某种程度上，研究主张，特别是提出与正面形成对比的反面主张，却有利于提高案例研究的有效性。
再次，研究的分析单元。研究的`分析单元可以是一个实体、一个人、一个群体、一个组织或一个社区等。研究的分析单元是研究所要聚焦的主要对象，也是研究数据搜集的边界。可见，研究的分析单元与研究问题的确定相关。
最后，数据与理论主张之间的逻辑联系以及诠释数据的标准。一般来说，在研究设计之初，就必须对研究主张进行明确的表达。特别是在研究者反复阅读数据时，很有可能产生新的主张，这就需要根据新的主张对数据进行重新分析。可见‘数据与理论主张是相关联的。对于数据的分析可以采用量化的解释性分析技术，也可以采用以定性为主的结构性分析和反射性分析技术。
此外，在案例研究设计中，研究者还要确定的一个重要且必不可少的环节便是案例选择。案例选择的标准与研究的对象和研究要回答的问题有关。研究者在案例选择的过程中必须不断地问自己在哪里寻找案例才可以满足研究的目的并回答研究的问题，以便找到最适合的案例。美国案例研究专家罗伯特。K.殷认为，案例研究设计有单个案例研究与多个案例研究之分。单个案例研究设计适用以下条件：当一个案例代表测试理论的关键案例；当一个案例代表一个极端或独一无二的案例；当一个案例是揭露性案例。对于运用多个案例设计的优势在于多个案例得出的证据更有说服力。
总之，在案例研究过程中，应该认真分析，找出问题的症结所在，并对需要解决的问题进行概括，对问题的概括应指出关键之处何在，解决的主要障碍是什么。这一环节至关重要且具有一定的难度，它需要研究者在详细理解问题的基础上，作出一些合理的假设和设计。要能够通过现象看本质，如新产品销售不力只是表面现象，是生产、管理、销售中哪个环节出了问题？造成这种现象的内在原因究竟是什么？等等。
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