Khi trẻ nghe những câu chuyện, não bộ của các em sẽ hoạt động mạnh theo cách giúp cải thiện khả năng học ngôn ngữ. Các nghiên cứu sử dụng những cỗ máy MRI hiện đại đã phát hiện ra điều thú vị về trẻ mẫu giáo khi nghe kể chuyện. Vùng não gọi là vùng Broca, có vai trò hỗ trợ chúng ta tạo thành từ và hiểu ngữ pháp, trở nên rất hoạt động. Đồng thời, một khu vực khác được gọi là vùng Wernicke cũng bắt đầu hoạt động. Khu vực này về cơ bản là cách não bộ chúng ta diễn giải những gì mình nghe được. Sự phối hợp giữa hai vùng này giúp trẻ ghi nhớ các từ mới xuất hiện trong câu chuyện và liên kết chúng với âm thanh và ý nghĩa. Một số đồ chơi giáo dục được thiết kế cho người học nhỏ tuổi thực sự thúc đẩy quá trình học này bằng cách kể chuyện theo từng giai đoạn phù hợp với sự phát triển của trẻ theo thời gian. Chúng đưa ra những thử thách vừa sức với khả năng ngôn ngữ đang phát triển. Việc nghe đi nghe lại cùng một câu chuyện sẽ xây dựng các kết nối mạnh mẽ hơn giữa những vùng não này, từ đó giúp xử lý ngôn ngữ nhanh và dễ dàng hơn trong giai đoạn quan trọng từ 3 đến 5 tuổi. Đồng thời, cũng có một hiện tượng xảy ra với các tế bào thần kinh gương trong não. Những tế bào hỗ trợ nhỏ bé này cho phép trẻ đặt mình vào vị trí của các nhân vật, từ đó tiếp thu cảm xúc và các tín hiệu xã hội trong khi học nói.
Khi nói đến việc xây dựng kỹ năng đọc sớm, những câu chuyện hay có tác dụng kỳ diệu vì chúng kết hợp ba yếu tố quan trọng: khi trẻ nhỏ và người lớn cùng chú ý đến những phần giống nhau trong câu chuyện, khi họ thay phiên nhau nói về những điều đang xảy ra, và cách giọng nói lên cao hay xuống thấp khi kể chuyện. Sự chú ý chung diễn ra một cách tự nhiên khi cả trẻ và cha mẹ cùng nhìn vào hình ảnh hoặc chỉ ra các nhân vật, giúp trẻ nhỏ kết nối từ vựng với ý nghĩa của chúng ngay tại thời điểm đó. Cuộc trao đổi qua lại trong giờ kể chuyện dạy trẻ nhỏ cách thức hoạt động của một cuộc hội thoại, cho chúng cơ hội luyện tập việc nghĩ ra câu trả lời và nhận biết các dấu hiệu tinh tế trong cách người khác nói. Những gì chúng ta gọi là ngữ điệu (prosody) về cơ bản là chất nhạc trong lời nói – hãy nghĩ đến việc giọng nói lên cao ở cuối câu hỏi hoặc xuống thấp để nhấn mạnh – và nhịp điệu tự nhiên này giúp trẻ hiểu được ranh giới bắt đầu và kết thúc của câu, đồng thời cảm nhận được cảm xúc ẩn sau lời nói. Khi cha mẹ lên cao giọng khi đặt câu hỏi, tạo khoảng ngắt giữa các ý hoặc nhấn mạnh một số từ nhất định, họ thực chất đang dạy các mẫu ngôn ngữ mà không hề nhận ra. Tất cả những yếu tố này kết hợp lại để chuẩn bị cho trí óc trẻ nhỏ bước vào việc đọc sau này. Một số thiết bị kể chuyện hiện đại mô phỏng tương tác này bằng cách tạm dừng đúng vào những thời điểm thích hợp và chờ đợi phản hồi, từ đó củng cố các kết nối thần kinh cần thiết để hiểu ngôn ngữ nói và cuối cùng là văn bản viết.
Các máy kể chuyện được sử dụng trong giáo dục sớm thực sự hoạt động khá hiệu quả vì chúng lặp lại các nội dung một cách linh hoạt và xây dựng vốn từ vựng từng bước. Khi dạy từ mới, những hệ thống này đưa từ vào ngay trong các câu chuyện mà trẻ em quan tâm, sau đó giúp củng cố chúng thông qua hình ảnh, mô tả và cơ hội để trẻ thử sử dụng những từ đó. Toàn bộ quá trình này tuân theo cách trẻ em học nói một cách tự nhiên, phù hợp với những gì chúng ta biết về sự phát triển ngôn ngữ, ví dụ như đa số trẻ em có khoảng 50 từ có thể diễn đạt được vào sinh nhật hai tuổi của mình. Những hệ thống này sắp xếp các lần lặp lại một cách hợp lý để bộ não nhỏ có thể ghi nhớ lâu dài. Theo một số nghiên cứu gần đây từ Nhóm Nghiên cứu Giáo dục vào năm 2023, trẻ em sử dụng phương pháp này có xu hướng ghi nhớ từ tốt hơn khoảng 68 phần trăm so với khi học theo các phương pháp lớp học thông thường. Điều làm nên sự đặc biệt của các hệ thống này là khả năng điều chỉnh linh hoạt, đảm bảo vốn từ cơ bản được nắm vững trước khi chuyển sang các cấu trúc ngôn ngữ phức tạp hơn.
Các hệ thống học tập này liên tục kiểm tra tình hình của trẻ em để đảm bảo các em luôn được duy trì ở điểm học tập lý tưởng — khu vực mà trẻ phát triển nhanh nhất khi nhận được lượng hỗ trợ vừa đủ. Khi theo dõi cách trẻ phản ứng, công nghệ sẽ điều chỉnh linh hoạt: làm cho các câu đơn giản hoặc phức tạp hơn, thay đổi nội dung câu chuyện, hoặc điều chỉnh tần suất tương tác. Ví dụ, một đứa trẻ gặp khó khăn với động từ quá khứ, hệ thống sẽ bắt đầu lặp lại những từ đó trong các ngữ cảnh khác nhau cho đến khi trẻ nắm vững. Sau đó, đột nhiên hệ thống đưa vào những thử thách lớn hơn như các câu ghép. Kiểu điều chỉnh tức thì này giúp trẻ không bị thất vọng nhưng vẫn được kích thích tư duy. Nghiên cứu từ nhóm Early Learning Tech hồi năm 2024 cũng chỉ ra một kết quả khá ấn tượng: trẻ mẫu giáo sử dụng các công cụ dựa trên ZPD này chỉ 15 phút mỗi ngày đã cải thiện khả năng kể chuyện gần 80% sau nửa năm. Và vì mọi thứ đều diễn ra với tốc độ phù hợp với kiến thức hiện có của từng trẻ, nên sự tiến bộ diễn ra ổn định mà không cần những bước nhảy vọt.
Thiết bị kể chuyện tương tác hoạt động bằng cách cho phép trẻ em định hình câu chuyện thông qua các lựa chọn và những câu hỏi mở, thay vì chỉ ngồi nghe thụ động. Khi trẻ tự chọn điều gì sẽ xảy ra tiếp theo, chúng phải theo dõi mạch truyện đang đi đến đâu và suy nghĩ về khả năng xảy ra nếu chọn một phương án thay vì phương án khác. Những kỹ năng tư duy này rất quan trọng để ghi nhớ câu chuyện về sau và giải quyết vấn đề một cách hợp lý. Những câu hỏi như "Con gấu nên trèo lên cây hay ở lại ẩn nấp?" khuyến khích trẻ nói chuyện và giải quyết vấn đề trong quá trình trải nghiệm, từ đó giúp cải thiện kỹ năng ngôn ngữ. Các nghiên cứu cho thấy trẻ em chơi với những câu chuyện tương tác này thường ghi nhớ trình tự sự việc tốt hơn khoảng 30% so với khi chỉ nghe một cách thụ động. Toàn bộ trải nghiệm trở nên cá nhân hóa hơn vì trẻ liên tục đưa ra quyết định, điều này giúp não bộ của các em hoạt động lâu hơn và biến việc luyện tập ngôn ngữ thành một hoạt động thú vị thay vì cảm giác như đang làm bài tập về nhà.
Khi trẻ nhỏ nói chuyện vào các công cụ nhận dạng giọng nói này, chúng sẽ nhận được phản hồi ngay lập tức phù hợp với giai đoạn phát triển của mình. Hệ thống lắng nghe khi trẻ nói, so sánh cách các em phát âm với những gì là điển hình ở nhóm tuổi của mình, sau đó đưa ra các điều chỉnh như chia nhỏ các từ khó. Ví dụ, nếu một đứa trẻ gặp khó khăn với từ "butterfly", ứng dụng có thể hướng dẫn từng bước: "Cùng thử từ 'butterfly' nào - buh-tt-er-fly." Loại phản hồi theo thời gian thực này giúp xây dựng những kỹ năng quan trọng, nơi trẻ học cách nhận biết và luyện tập với các âm khác nhau trong từ. Nghiên cứu cho thấy trẻ mẫu giáo thường xuyên luyện tập với loại phản hồi này có xu hướng cải thiện khoảng 18% khả năng tách biệt các âm đơn lẻ trong từ sau khoảng hai tháng. Điều làm nên hiệu quả của phương pháp này chính là việc gắn liền việc luyện nói trực tiếp với quá trình kể chuyện. Khi những gì trẻ nói thực sự ảnh hưởng đến câu chuyện đang diễn ra trên màn hình, các em bắt đầu tự nhiên thiết lập mối liên hệ giữa các âm thanh nói và ký hiệu viết, biến những bài tập đơn giản thành những cuộc trò chuyện ý nghĩa.
Các tính năng tương tác này cùng nhau nuôi dưỡng cả kỹ năng ngôn ngữ biểu đạt và tiếp nhận. Trong khi cấu trúc kể chuyện thúc đẩy khả năng hiểu và suy luận, công nghệ nhận diện giọng nói giúp tinh chỉnh cách phát âm và độ chính xác về âm vị, tạo nên một hệ sinh thái toàn diện cho sự phát triển ngôn ngữ sớm.
Vùng Broca và vùng Wernicke rất quan trọng trong sự phát triển ngôn ngữ vì chúng phối hợp với nhau để giúp trẻ hình thành từ ngữ, hiểu ngữ pháp và nắm bắt ý nghĩa của những gì chúng nghe được. Các vùng não này giúp trẻ ghi nhớ từ mới và liên kết chúng với âm thanh và ý nghĩa trong quá trình kể chuyện.
Nhịp điệu lời nói, tức đặc điểm mang tính âm nhạc của tiếng nói, giúp trẻ hiểu cấu trúc câu và cảm xúc. Các mẫu nhịp điệu tự nhiên trong lời nói có thể hỗ trợ trẻ nhỏ nhận biết điểm bắt đầu và kết thúc của câu, cũng như diễn giải bối cảnh cảm xúc của các từ ngữ.
Máy kể chuyện lặp lại ngôn ngữ một cách thích nghi và xây dựng vốn từ vựng từng bước, phù hợp với các mốc phát triển. Chúng đảm bảo việc tiếp xúc lặp đi lặp lại với các từ mới, hỗ trợ ghi nhớ và hiểu nội dung. Các thiết bị này cũng tự động điều chỉnh mức độ khó để duy trì sự tập trung và quá trình học của trẻ trong Vùng Phát Triển Gần Nhất.
Các thiết bị kể chuyện tương tác tăng cường khả năng ghi nhớ cốt truyện và suy luận bằng lời nói bằng cách cho phép trẻ đưa ra lựa chọn và tương tác với các câu hỏi. Chúng cải thiện kỹ năng ngôn ngữ bằng cách khuyến khích sự tham gia tích cực, từ đó nâng cao khả năng ghi nhớ và tư duy logic.
Công nghệ nhận dạng giọng nói cung cấp phản hồi thời gian thực về cách phát âm, được điều chỉnh phù hợp với giai đoạn phát triển của trẻ. Nó giúp trẻ hoàn thiện khả năng phát âm và độ chính xác về âm vị, liên kết trực tiếp việc luyện nói với tiến trình kể chuyện.