This study investigated students’ conceptual understanding of the divergence in an upper-level electromagnetism course. Participants were university students in Physics Education Department in Korea. Paper and pencil tests were done twice separately according to the contents of questions. The results are as follows. Firstly, most of participants described the meaning of the divergence correctly, but the correctness rate was lower for questions on writing the formula and solving the problem. Especially, no student correctly identified the exact point of divergence scientifically when they interpreted the result of the problem. Secondly, the students usually paid more attention to the center point and its radial pattern when interpreting the vector fields through the divergence. Finally, the university students correctly applied the divergence in electrostatic contexts when drawing electric field lines, but they showed did not consider the delta function and derivatives. Some educational suggestions, such as reduction of the incongruity, the differentiation of space by the derivatives, an introduction of the ‘fireworks’ model, cautious usage of the term divergence and so on, are given.

Keywords: Divergence, Vector derivatives, Electromagnetism, Upper-level physics education

물리교육과에 재학 중인 대학생을 대상으로 전공 전자기학에서 다루는 다이버전스에 관한 개념 이해에 관하여 조사하였다. 연구 참여자는 국내 남부지역 사범대학 물리교육과 학생이고, 설문 내용에 따라 2차례에 나누어 지필 검사를 실시하였다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 다이버전스의 의미는 비교적 적절하게 기술하였으나, 공식을 쓰고 계산하는 과정에서 정답률이 낮아지는 경향을 보였다. 특히 다이버전스의 계산 결과를 해석할 때, 발산 지점을 정확히 명시한 응답자가 없었다. 둘째, 벡터장의 다이어그램을 다이버전스의 관점에서 해석하는 문항에서 대학생들은 방사형으로 퍼지는 모양과 중심점을 주목하는 경향이 있었다. 셋째, 전기장선으로 제시된 정전기적 상황을 보고 다이버전스 개념을 비교적 적절하게 적용하였으나, 전공 물리학 수준에서 볼 때 델타 함수 및 미분에 대한 고려가 부족하였다. 이러한 결과들을 토대로 물리적 의미와 수학적 표현의 불일치 해소, 미분 개념을 토대로 한 공간의 분별, ‘불꽃’ 모형의 도입, 용어 사용의 주의 등을 교육적 시사점으로
제시하였다.

Keywords: 다이버전스, 벡터 미분, 전자기학, 전공 물리 교육