EKG + RAG/LLM para retroalimentación de código Trabajo de Fin de Máster · UNED
Portada del proyecto

Integración de grafos de conocimiento educativos con modelos de lenguaje masivos mediante arquitecturas RAG para evaluación personalizada en la enseñanza de programación

Trabajo de Fin de Máster — Máster Universitario en Investigación en Inteligencia Artificial (UNED)

1De un vistazo

Construí un grafo de conocimiento educativo (EKG) del dominio de la programación en Python y lo integré como contexto en un sistema RAG que genera retroalimentación formativa sobre el código de los estudiantes. La hipótesis sostiene que anclar la generación de un modelo de lenguaje en el grafo mejora la calidad del feedback frente al modelo aislado.

Autor: Adrián Bueno Junquero Director: José Luis Fernández Vindel Máster: Investigación en Inteligencia Artificial — UNED
157
conceptos en el EKG
1772 → 4786
triples (afirmados → OWL 2 RL)
0
violaciones SHACL
30
enlaces skos:exactMatch

2Explorar el proyecto

Cada bloque abre la sección correspondiente del sitio, donde los grafos se ven y se manipulan y los datos técnicos quedan a un clic. Toda la información procede de artefactos reales y se reproduce ejecutando los scripts.

El grafo de conocimiento

La Grafoteca interactiva con los diez tipos de grafo, el Turtle, las consultas SPARQL, la validación SHACL y la inferencia. Ahora con agrupación por tema, zoom y búsqueda.

Recursos y herramientas

El mapa de cada recurso de grafos a su uso concreto y las herramientas del proyecto, con sus huecos declarados.

Sistema RAG y fine tuning

La arquitectura GraphRAG, el afinado QLoRA y la curva de entrenamiento que invierte el sobreajuste, de 1,051 a 1,028.

Resultados

El benchmark con n=50, la generalización a código real de Dublin y la fidelidad del recuperador.

Validación del juez

La validez del juez automático, con un acuerdo entre familias bajo (Fleiss 0,213).

Anotación humana

La validación con diez anotadores reales (7 programadores y 3 docentes), con el acuerdo del panel (ICC 0,831) y la validez de criterio frente al juez.

Análisis estadístico

El cuadro inferencial completo, con Friedman y Wilcoxon-Holm por dimensión, tamaños de efecto de Cohen, acuerdo inter-anotador con IC y Bland-Altman frente al juez.

3Los cuatro hallazgos

En distribución (benchmark canónico n=50), la augmentación funciona

El híbrido D lidera el acierto de categoría (0,76) y de concepto (0,54); B, C y D superan al modelo base A de forma significativa. La ventaja de D sobre B no es significativa a n=50. Es un resultado en distribución, no un veredicto general: en la reconstrucción de ablación de recuperación (n=10) el RAG por pasajes no bate a la base y solo el RAG semántico por SPARQL (ORPO-v4) la supera (4,233 > 3,733).

Sobre código real, la ventaja se invierte

En código real de estudiantes (Dublin) el orden objetivo se invierte, con A 0,802 y C 0,733 por delante de B 0,433 y D 0,323. Es sobreajuste a las plantillas, ahora con test formal.

El juez automático carece de validez de criterio

El acuerdo entre familias de jueces es bajo (panel Fleiss 0,213), de modo que el veredicto se sostiene en las métricas objetivas y el grounding, no en el juez. La validez de criterio la evalué frente a un panel de diez anotadores humanos y resultó baja (correlación humano-juez Pearson 0,203; solape 33 de 50).

Mejora autónoma medida

El nuevo recuperador, con enlace por AST y fusión RRF, eleva la precisión del contexto sobre código real de 0,454 a 0,519.

4Mapa del sitio

El sitio tiene diecinueve páginas de contenido repartidas en cuatro áreas, más la página de material y entregables (material.html), que reúne las descargas y queda fuera del recuento de contenido y del buscador. Esta es la entrada directa a cada una, con una frase que resume qué encontrarás dentro. Las páginas de detalle también se alcanzan desde su hub correspondiente.

Grafo

El grafo de conocimiento

La Grafoteca interactiva con los diez tipos de grafo, el Turtle, las consultas, la validación y la inferencia, ahora con agrupación por tema, zoom y búsqueda.

La ontología EKG

El diseño del modelo educativo del dominio Python con perfil OWL 2 RL sobrio, SKOS para los conceptos y SHACL para la integridad.

Inferencia y razonamiento

Cómo el razonador OWL 2 RL expande los 1772 triples afirmados a 4786 materializados y qué conocimiento nuevo aparece.

Validación con SHACL

Las formas que garantizan la integridad del grafo, con cero violaciones, y por qué elegí SHACL frente a ShEx.

Consulta con SPARQL

Las consultas que interrogan y administran el grafo, incluida la federación con Wikidata y su salida real.

Enlazado a Wikidata

Los 30 enlaces skos:exactMatch que conectan el EKG con la web de datos y cómo los verifiqué.

Grafos de propiedades

El modelo equivalente en Neo4j y Cypher, con un export listo para cargar.

Sistema

Sistema RAG y fine tuning

La arquitectura GraphRAG, el afinado QLoRA y la curva de entrenamiento que invierte el sobreajuste, de 1,051 a 1,028.

El dataset sintético

Cómo construí los datos de entrenamiento con plantillas deterministas ancladas al grafo y cómo acoté su regularidad.

Fine tuning con QLoRA

El proceso de afinado del Sistema B en español, con sus hiperparámetros y la lectura de la curva.

Evaluación

Resultados

El benchmark con n=50, la generalización a código real de Dublin y la fidelidad del recuperador.

Generalización a código real

La prueba fuera de distribución sobre código de estudiantes, donde la ventaja se invierte, ahora con test formal.

Validación del juez

La validez del juez automático, con un acuerdo entre familias bajo (Fleiss 0,213).

Anotación humana

La validación con diez anotadores reales, con el acuerdo del panel (ICC 0,831) y la validez de criterio frente al juez.

Análisis estadístico

El cuadro inferencial completo, con Friedman y Wilcoxon-Holm, tamaños de efecto y acuerdo inter-anotador con IC.

Proyecto

Portada del proyecto

Esta misma página, con el resumen de un vistazo, los accesos al proyecto, los cuatro hallazgos y este mapa.

Límites

Los límites del trabajo, del alcance RDF de la pila a la validez relativa del juez, explicados con su evidencia.

Recursos y herramientas

El mapa de cada recurso de grafos a su uso concreto y las herramientas del proyecto, con sus huecos declarados.

Buscar en el sitio

El buscador que filtra las dieciocho páginas a medida que escribes, sobre un índice local embebido (títulos, resúmenes y temas de sección), sin conexión a la red.

Cómo citar

Si este trabajo te resulta útil y quieres referenciarlo, esta es la cita recomendada.

Bueno Junquero, A. (2026). Integración de grafos de conocimiento educativos con modelos de lenguaje masivos mediante arquitecturas RAG para evaluación personalizada en la enseñanza de programación. Trabajo Fin de Máster, Máster Universitario en Investigación en Inteligencia Artificial, UNED. Director, José Luis Fernández Vindel.