title: “Juan Gabriel Murcia — TUTOR(IA): Ecosistema Local de IA + DUA para Multigrado Rural”
tags:
proyecto
TRL
IA-educativa
DUA
multigrado
rural
doctorado
edge-AI
🤖🏫 TUTOR(IA)
Ecosistema Local de IA Basado en DUA para Aulas Multigrado Rurales
Campo
Detalle
Investigador
Juan Gabriel Murcia Garzón
Programa
Doctorado — UNAD
Semillero
CAMINO — Centro de Apropiación y Medios de Investigación
Línea
Innovación, Emprendimiento e Internacionalización
Metodología
Investigación Basada en Diseño (DBR), paradigma sociocrítico, métodos mixtos
Población
Docentes y estudiantes de aulas multigrado rurales colombianas
Año
2026
🧩 El problema
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flowchart TB
subgraph BRECHA["🔴 LA BRECHA"]
direction TB
B1["🌐 Sin conectividad<br/>estable en zonas<br/>rurales"]
B2["👨🏫 1 docente atiende<br/>3-6 grados<br/>simultáneamente"]
B3["🚫 Soluciones IA<br/>dependen de<br/>cloud / internet"]
B4["📉 Pérdida de aprendizaje<br/>0.17 DE post-COVID<br/><small>Betthäuser et al., 2023</small>"]
end
subgraph PROPUESTA["🟢 TUTOR(IA)"]
direction TB
P1["💻 SLMs ejecutados<br/>en dispositivos edge<br/><small>7-17B parámetros + RAG</small>"]
P2["♿ Diseñado con<br/>principios DUA<br/><small>representación · acción · compromiso</small>"]
P3["📴 Funciona 100%<br/>offline"]
P4["🔄 Co-diseñado con<br/>docentes rurales<br/><small>DBR · 3 ciclos iterativos</small>"]
end
B1 & B2 & B3 & B4 --> SOL(("💡"))
SOL --> P1 & P2 & P3 & P4
classDef brecha fill:#FFEBEE,stroke:#C62828,stroke-width:2px,color:#B71C1C,rx:10
classDef prop fill:#E8F5E9,stroke:#2E7D32,stroke-width:2px,color:#1B5E20,rx:10
classDef sol fill:#FFF8E1,stroke:#F58220,stroke-width:3px,color:#E65100
classDef sub fill:#FAFAF8,stroke:#ccc,stroke-width:1px,color:#555
class B1,B2,B3,B4 brecha
class P1,P2,P3,P4 prop
class SOL sol
class BRECHA,PROPUESTA sub
🏗️ Arquitectura conceptual
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flowchart TB
subgraph CAPA1["🧠 CAPA 1: MODELOS"]
direction LR
SLM["SLM<br/><small>7-17B params<br/>Phi · Gemma · LLaMA</small>"]
RAG["RAG Local<br/><small>Retrieval-Augmented<br/>Generation</small>"]
SLM <--> RAG
end
subgraph CAPA2["♿ CAPA 2: DUA"]
direction LR
DUA1["🔤 Múltiples<br/>representaciones<br/><small>texto · audio · visual</small>"]
DUA2["✋ Múltiples<br/>acciones<br/><small>interfaces adaptativas</small>"]
DUA3["💡 Múltiples<br/>compromisos<br/><small>retroalimentación<br/>personalizada</small>"]
end
subgraph CAPA3["🏫 CAPA 3: AULA MULTIGRADO"]
direction LR
DOC["👨🏫 Docente<br/><small>asistido por IA<br/>no reemplazado</small>"]
EST["👧👦 Estudiantes<br/><small>grados 1-5<br/>simultáneamente</small>"]
DOC <--> EST
end
CAPA1 ==> CAPA2 ==> CAPA3
subgraph INFRA["⚡ INFRAESTRUCTURA"]
direction LR
EDGE["Edge device<br/><small>100μW vs 1W cloud<br/>10,000x eficiencia</small>"]
PRIV["🔒 Datos locales<br/><small>soberanía de datos<br/>privacidad infantil</small>"]
end
CAPA1 -.-> INFRA
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classDef c2 fill:#F3E5F5,stroke:#7B1FA2,stroke-width:2px,color:#4A148C,rx:10
classDef c3 fill:#FFF3E0,stroke:#E65100,stroke-width:2px,color:#BF360C,rx:10
classDef infra fill:#ECEFF1,stroke:#546E7A,stroke-width:2px,color:#37474F,rx:10
classDef sub fill:#FAFAF8,stroke:#ddd,stroke-width:1px,color:#444
class SLM,RAG c1
class DUA1,DUA2,DUA3 c2
class DOC,EST c3
class EDGE,PRIV infra
class CAPA1,CAPA2,CAPA3,INFRA sub
%%{init: {'theme':'base','themeVariables':{'fontFamily':'Archivo, sans-serif','fontSize':'13px'}}}%%
mindmap
root(("🔬<br/>TUTOR(IA)<br/>6 subáreas"))
🤖 IA offline y SLMs
Edge computing
RAG local
Phi · Gemma · LLaMA
Arapai 120 estudiantes
♿ DUA + IA
3 principios CAST
37.4% mejora (Almulla)
Song et al. marco UDL-AI
🏫 Multigrado rural + TIC
250M niños en multigrado
d=0.35 tech LMIC (Major)
Colombia: Caquetá, Caldas
📚 ITS bajo recurso
Rori Ghana d=0.37
WhatsApp 1000 estudiantes
Paper-Digital Integration
🔄 DBR en edtech rural
DIA Côte d'Ivoire
400 docentes 3 ciclos
ALTER-Math 320 est.
⚖️ Ética y soberanía
Privacidad infantil
Soberanía cognitiva
GEAI framework edge
Evidencia clave por subárea
Subárea
Hallazgo principal
Referencia clave
SLMs
7-17B params + RAG igualan GPT-4o en tareas específicas
Tang et al., 2024; Arapai
DUA
37.4% mejora en rendimiento con 3 principios DUA
Almulla, 2023 (76 citas)
Multigrado
d=0.35 con tech personalizada en LMIC
Major et al., 2021 (36 citas)
ITS
d=0.37 con tutor IA vía WhatsApp en Ghana
Schwam et al., 2024 (Rori)
DBR
400 docentes rurales, 3 ciclos, 1 año en Côte d’Ivoire
Boukhelifa et al., 2024 (DIA)
Ética
Marco canónico de principios éticos para IAED
Nguyen et al., 2022 (961 citas)
Gap central
No existen estudios que combinen SLMs + DUA + multigrado en un solo diseño. TUTOR(IA) sería el primero en integrar IA offline con Diseño Universal para el Aprendizaje en aulas multigrado rurales. Tampoco existe un marco teórico que integre DUA + TPACK + IA offline para educación rural.
📚 7 lecturas prioritarias (orden recomendado)
#
Paper
Autor(es)
Citas
Aporte
1
Learning during COVID-19
Betthäuser et al., 2023
756
Urgencia: IA offline como equidad
2
Ethical principles for IAED
Nguyen et al., 2022
961
Marco ético canónico
3
AI + UDL framework
Song, Sun & Xu, 2024
13
Puente teórico IA-DUA
4
SLMs survey
Lu et al., 2024
93
Viabilidad técnica en hardware rural
5
Rori AI tutor Ghana
Schwam et al., 2024
—
Modelo para Sur Global
6
DIA rural Côte d’Ivoire
Boukhelifa et al., 2024
—
Referente metodológico DBR
7
IA docentes Caquetá
Aguilar-Cruz et al., 2025
—
Línea base Colombia rural
🗺️ Ruta doctoral
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flowchart TB
subgraph F1["📖 FASE 1 · 2026"]
direction TB
A["📚 Revisión de<br/>literatura<br/><small>✅ 140 papers · 7 búsquedas</small>"]
B["📐 Marco teórico<br/><small>TPACK + DUA-CAST +<br/>TAM/UTAUT + Vygotsky</small>"]
C["📋 Diseño<br/>metodológico<br/><small>DBR · paradigma sociocrítico</small>"]
end
subgraph F2["🔧 FASE 2 · 2027"]
direction TB
D["🛠️ Prototipo<br/>TUTOR(IA) v1<br/><small>SLM + RAG + DUA</small>"]
E["🔄 Ciclo DBR 1<br/><small>co-diseño con<br/>docentes rurales</small>"]
F["📊 Pilotaje<br/><small>muestra reducida<br/>1-2 escuelas</small>"]
end
subgraph F3["🌍 FASE 3 · 2028"]
direction TB
G["🔄 Ciclos DBR 2-3<br/><small>iteración con<br/>retroalimentación</small>"]
H["📈 Implementación<br/>ampliada<br/><small>3-5 escuelas rurales</small>"]
I["📊 Evaluación<br/>de impacto<br/><small>pre/post · mixta</small>"]
end
subgraph F4["📄 FASE 4 · 2029"]
direction TB
J["📄 Artículo(s)<br/>indexados"]
K["📕 Tesis doctoral<br/>completa"]
L["🤝 Transferencia<br/>a instituciones"]
end
A --> B --> C
C ==> D --> E --> F
F ==> G --> H --> I
I ==> J --> K --> L
classDef f1 fill:#EDE7F6,stroke:#5E35B1,stroke-width:2px,color:#26215C,rx:10
classDef f2 fill:#E3F2FD,stroke:#1565C0,stroke-width:2px,color:#0C447C,rx:10
classDef f3 fill:#FFF3E0,stroke:#E65100,stroke-width:2px,color:#BF360C,rx:10
classDef f4 fill:#E8F5E9,stroke:#2E7D32,stroke-width:2px,color:#1B5E20,rx:10
classDef sub fill:#FAFAF8,stroke:#ccc,stroke-width:1px,color:#555
class A,B,C f1
class D,E,F f2
class G,H,I f3
class J,K,L f4
class F1,F2,F3,F4 sub
🏛️ Marcos teóricos de referencia
Marco
Rol en TUTOR(IA)
TPACK
Integración de conocimiento tecnológico, pedagógico y de contenido