张老师在运用以学生为中心的教学策中采用了以下几个方面的知识：
（1）发现教学
发现教学.又称启发式教学.是指学生通过自身的学习活动从而发现有关概念或抽象原理的一种教学策。一般来说，发现教学要经过四个阶段：一是创设问题情境，使学生在这种情境中产生矛盾，提出要求解决和必须解决的问题；二是促使学生利用教师所提供的某些材料及所提出的问题，提出解答的假设；三是从理论上或实践上检验自己的假设：四是根据实验获得的一些材料或结果，在仔细评价的基础上引出结论。
（2）情境教学
情境教学是指在应用知识的具体情境中进行知识的教学的一种教学策。在情境教学中，教学的环境是与现实情境相类似的问题情境；教学的目标是解决现实生活中遇到的问题，学习的材料是具真实性的任务.这些任务未被人为地简化处理，隐含于现实问题情境之中，并且由于现实问题往往同时涉及多方面的原理和概念，因此这些任务最好能体现学科交叉性；教学的过程要与实际解决问题的过程相似，教师不是直接将事先备好的概念和原理告诉学生.而是提出现实问题，然后引导学生进行与现实中专家解决问题的过程相类似的探索过程。学生解决问题所需要的原理和概念往往隐含在问题情境之中，学生为了解决当前问题而学习它们，通过解决问题而深刻理解它们，并把这些知识的意义与应用它们的具体问题情境联系在一起。对学习结果的测验将融合于学生解决问题的过程之中，学生在解决实际问题过程中的表现本身就反映了其学习结果。
（3）合作学习
合作学习是相对于“个体学习”而言的一种学习组织形式，是指学生们以主动合作学习的方式代替教师主导教学的一种策。合作学习的目的不仅是培养学生主动求知的能力，而且是发展学生在合作过程中的人际交流能力。