Le prove di matematica (come del resto quelle delle altre materie fondamentali) sono state sempre ministeriali, ossia proposte dal Ministero della Pubblica Istruzione e quindi uguali per tutto il terri- torio nazionale, con l’eccezione degli anni 1943-1944-1945, come conseguenza degli eventi bellici di quell’epoca.
Le caratteristiche dei temi ministeriali sono andate variando nel tempo, in adesione agli indirizzi pedagogici e didattici prevalenti al momento, e la variazione più cospicua e innovatrice si è avuta col trapasso dal primo periodo (quello che va dal 1924 al 1968) al secondo (dal 1969 ad oggi).
Fino al 1923, nell’esame di licenza fisico-matematica si assegnavano due temi, nell’ultimo periodo entrambi di applicazione dell’algebra alla geometria, precedentemente uno di teoria dei numeri e uno di geometria.
Dal 1924 al 1933 si assegnò un unico tema di algebra applicata alla geometria (con l’eccezione della sessione di riparazione del 1929, nella quale l’unico tema assegnato consistette nella risoluzione di un sistema di quarto grado). Dal 1934 si ritornò ai due temi, ma con l’innovazione che uno dei due riguardava un argomento di geometria analitica. In alcune sessioni del periodo della seconda guerra mondiale, quando gli esami scritti si svolsero, ci fu un tema unico. Nel periodo bellico ci furono anche delle sessioni straordinarie, a volte con prove scritte. Con la ripresa postbellica (cioè dal 1946) si ritornò ai due temi dei due tipi, fino al 1951. Nel 1952, nella sessione estiva nessuno dei due temi verteva sulla geometria analitica (uno consisteva nella ricerca di un massimo) e nella sessione autunnale il tema fu unico (algebra applicata alla geometria). Dal 1953 al 1968 il tema fu unico.
Nel primo periodo il problema proposto era quasi sempre unico, cioè non lasciava facoltà di scelta al candidato, e consisteva per lo più in un problema geometrico da risolvere con l’ausilio dell’algebra o della trigonometria. Vi compariva in genere un parametro (a volte più di uno), il che implicava una discussione sulle condizioni di possibilità e sul numero delle soluzioni. A volte, una domanda complementare facoltativa richiedeva la risoluzione per via sintetica del problema, oppure generalizzazioni delle questioni trattate. Assai rari sono stati quesiti di sola algebra (risoluzione di equazioni o sistemi, ecc.). La geometria analitica compariva raramente e quasi timidamente nelle proposte ministeriali dei primi anni, ma andava successivamente acquistando frequenza, soprattutto con quesiti sulle coniche o su altre curve che non fossero la retta e il cerchio. Insieme ad essa cominciò a comparire l’analisi, per lo più nel calcolo di aree o di volumi di solidi di rotazione. Interessante osservare che, nel problema 2 della sessione estiva del 1937, la derivata di 2/x è data dal testo: i programmi allora vigenti non prevedevano la conoscenza di questo tipo di derivate.
Nei problemi del primo periodo un ruolo di particolare importanza aveva la discussione, anche per il peso che le commissioni giudicatrici davano a questa nella formulazione del giudizio. Ciò finì per indurre molti degli insegnanti impegnati nella preparazione dei candidati a dedicare tempo e attenzione minuziosa alla discussione e non pochi fecero ricorso a metodi che si prestassero ad essere facilmente applicati, anche quando non erano del tutto assimilati. Tra questi metodi primeggiò quello, famoso, di
Tartinville-Girod, contro il quale si scagliò, con alcuni articoli fortemente critici, il matematico Bruno De Finetti[vedi9,10].
Forse anche per questa battaglia del De Finetti, ma soprattutto per la riforma degli esami di maturità del 1969, la tipologia dei problemi assegnati a questi esami cambiò notevolmente. Innanzi tutto, nel secondo periodo il Ministero della Pubblica Istruzione cominciò a proporre più di un problema, chiedendo al candidato la risoluzione di uno solo di essi, a scelta; oppure formulò diversi quesiti chiedendo di trattare “quelli che il candidato riteneva più adeguati alla sua preparazione”, a volte “almeno due dei quesiti assegnati”, altre volte “due quesiti scelti a piacimento”. Quanto ai contenuti, pur restando presente il problema geometrico classico (anche se alquanto ridimensionato), comiciò ad avere più peso l’analisi e, per la gioia di quelli che amano i procedimenti meccanici, il posto centrale fu preso dallo studio di funzione cosicché la trinomite, cacciata dalla porta, rientrò dalla finestra. Con buona pace di De Finetti, la “matematica per deficienti” continuò ad imperversare. Anche il calcolo integrale, comparso per la prima volta, seppure nella parte facoltativa, nel tema della sessione autunnale del 1935, è stato via via sempre più presente, soprattutto per il calcolo di aree e volumi di solidi di rotazione.
Nel 1985 furono istituiti, nei Licei Scientifici come in altre scuole secondarie superiori, dei corsi sperimentali coi quali venivano introdotte delle variazioni sia nei programmi che negli orari d’insegna- mento, in vista della riforma delle secondarie. In questi corsi, le materie scientifiche, e la matematica in particolare, acquistarono maggior peso. Nel 1991-92, si svolsero per la prima volta gli esami di maturità delle classi sperimentali, con temi ministeriali diversi da quelli assegnati agli allievi che avevano seguito i corsi tradizionali. Oltre a qualche difficoltà in più, vi fecero apparizione argomenti nuovi, come ad esempio le trasformazioni lineari, il calcolo delle probabilità e la statistica.
A partire dal 2001 il tema assume la forma ancora oggi in vigore: due problemi e dieci quesiti. Il candidato nelle sei ore concesse deve svolgere un problema e cinque quesiti a scelta.
Con la introduzione dei quesiti fanno la comparsa nei temi d’esame anche domande che possiamo definire di “cultura generale”, come per esempio riferimenti alla sezione aurea, ai solidi platonici, al problema della quadratura del cerchio, alle costruzioni con riga e compasso. Generalmente, sempre nei quesiti, le domande anche su argomenti classici cominciano a diventare via via più complesse e sono spesso presenti questioni che non vengono sempre trattate nei programmi scolastici, o che sono spesso trattate solo in maniera molto superficiale (per esempio le cardinalità dei razionali e dei reali, questioni non elementari riguardanti le successioni numeriche o le serie, problemi con la funzione integrale, ecc.). Si veda a questo proposito il capitoloDcontenente osservazioni e commenti sulle tracce d’esame.
A partire dal 2015, uno dei due problemi assegnati è più orientato alle applicazioni della matematica in vari campi. Inoltre nei quesiti hanno fatto la loro comparsa le equazioni differenziali e la geometria analitica dello spazio.
Questo capitolo raccoglie alcune delle prove assegnate negli esami di licenza di Istituto Tecnico della sezione Fisico-Matematica, poi trasformati in esami di Maturità Scientifica dalla riforma Gentile.
Il reperimento di temi precedenti la riforma Gentile è abbastanza difficoltoso e non sempre è possibile avere informazioni dettagliate sull’anno in cui sono stati assegnati e sulla sessione (estiva o autunnale). Anche la formulazione esatta dei testi dei temi differisce, seppure solo nella forma, da una fonte all’altra: di norma abbiamo scelto di proporre la stesura presente nei testi più antichi, o con più sicura documentazione.
Si deve anche segnalare che i temi d’esame successivi alla riforma Gentile sono sostanzialmente di dominio pubblico e, soprattutto per quelli più recenti, sono disponibili anche le copie degli originali ministeriali. Per quelli precedenti invece abbiamo consultato diverse riviste o volumi presso le varie sezioni delle Biblioteche Nazionali o di Istituti Universitari: per questi abbiamo segnalato sempre la fonte da cui i testi sono stati tratti.
In questa versione abbiamo raccolto i temi fino all’anno scolastico 1922-1923 di cui, magari incrociando le varie fonti, siamo riusciti a ricostruire con esattezza almeno l’anno in cui sono stati assegnati.
2.1. Anno scolastico 1870-1871
2.1.1. Sessione estiva Problema a ([17])
Dimostrare la relazione trigonometrica
sina+ sin b − sin(a + b) = 4sina 2sin b 2sin a+ b 2 . Problema b ([17])
Risolvere le due equazioni a due incognite (x + y) 1 x+ 1 y = 64 15 , x 2+ y2= 136.
2.2. Anno scolastico 1871-1872
2.2.1. Sessione estiva Problema 1 ([17])È dato un recipiente avente la forma di un cono retto, il quale contiene dell’acqua che s’innalza fino ad un’altezza pure data.D= 8m ed H = 3m sono rispettivamente il diametro della base e l’altezza del cono,h= 1m è l’altezza dell’acqua.
Si domanda il raggiox d’una sfera di metallo che immersa nel liquido ne faccia sollevare il piano di livello fino a che divenga tangente alla sfera medesima.
Problema 2 ([17])
Da due puntiA eB del terreno, nei quali si può far stazione con un grafometro, si vedono due punti inaccessibiliXeY. Determinare la distanza|XY| conoscendo gli angoliXAYb = 0°250300,XbBA= 121° 001100,XbBY= 0°002400e la distanza|AB| = 152 m.