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20世纪20年代后，西方基督教会在中国创办的教会大学已经遍布华东、华北、华南和西南各地。名气较为响亮的包括燕京大学、齐鲁大学、金陵女子大学、金陵大学、东吴大学、沪江大学、圣约翰大学、福建协和大学、岭南大学等。这些教会大学在当时已分别设有文科全部课程，多数设有理科或工科，它们对当时中国的高等教育起到了重要推动作用，培养出一大批优秀人才，以有机化学所为例，汪猷、陆熙炎出自金陵大学，黄维垣出自福建协和大学，蒋锡夔为圣约翰大学毕业，戴立信也是其中的一位
。
1942年9月，戴立信如期毕业于上海三育中学，顺利考取了上海沪江大学，开始学习心仪已久的化学专业。戴立信当时之所以选择做出这个选择，也是基于几方面因素的考虑：首先，虽然祖父祖母已经过世好几年了，家庭经济状况大不如前，但还能勉强维持，可以供戴立信在学业上进一步深造，而不用过虑经济条件的限制；其次，当时位于上海、可供报考的大学选择余地很小。因为在1937年抗日战争全面爆发后，原来的复旦大学、上海交通大学和同济大学已辗转迁往内地城市。戴立信当时没有离开家去外地读书的念头，结果在选择学校时，他发现上海当时能够正常招生的高校实在是屈指可数，沪江大学算是其中较好的一所综合性大学，而且因为它属于教会大学，性质相对特殊，并享有一些便利条件，还能在租界里面躲避战乱，勉强维持教学。于是，就近选择沪江大学便成为一件顺理成章的事情。最后，戴立信之所以选择化学专业，这和他在三育中学的读书经历是分不开的，正是因为桂老师对于他在有机化学方面的启蒙，使得他自小就萌发了对于这一专业的兴趣和热爱。
沪江大学创办于1906年，原名上海浸会大学，初始校址位于黄浦江畔的杨树浦军工路。经过长达30年的建设，到1936年时，校址已占地300余亩，大小建筑物30余幢，体育馆、科学馆、图书馆、医院、游泳池、新的教职员住宅和学生宿舍一应俱全。校园内绿树成荫，环境幽美，实为莘莘学子的读书佳境。可惜的是戴立信并没有机会去感受这一校区的氛围，因为沪江大学在1937年后遭到日军炮火袭击，校区被严重损毁，遂迁至圆明园路城中区商学院，虽然教学可以继续维系，但办学设施和原来的相比落差很大。
戴立信在1942年考入沪江大学后，不到一年的读书时间是在圆明园路城中区度过的。大学迁址后，沪江大学的办学条件受到了极大限制，不可能在城中区拥有宽敞优雅的校园，只能在一幢大楼里租了几间教室开展教学。戴立信回忆，除了理论课学习之外，他和同学们去实验室做化学实验时，要走到另外一幢大楼去，当时即位于南京东路山东路路口的大陆大厦。需要时常在两幢大楼间跑来跑去，很是辛苦。尽管条件艰苦，但戴立信在当时还是完成了很多分析化学方面的实验，很有收获。
同样因为受限的办学条件，沪江大学当时的上课间歇时间很长，一堂课结束之后，下一堂课可能会在一个小时后才开始。戴立信和同学们在课余休息时，就跑到外滩公园那边休息看书，或稍作休息，因为新校区就那么点大，出了大楼就是马路。这是一种极其艰苦而又特殊的学习经历，租界外兵荒马乱，炮声隆隆，租界内学子们尽可能抓住一切时间读书学习，让戴立信和同学们有幸过上了一段相对安静的读书生活。在这段短暂的学习生活中，戴立信和身边的同学结下了深厚的友谊，印象深刻的有张耀宗、林英娣等人，可惜后来因为时局混乱，又远去贵州求学，就慢慢和他们失去了联系。
沪江大学当时设有：文学院、理学院、商学院。文学院设有国学系、外国语言文学系、社会学系、政治学系、教育学系和音乐系等。理学院设有生物学系、化学系、物理学系和数学系。商学院设有商学系。学校采用选科制，共分为四大学科，包括语言与教育学、社会科学、自然科学和宗教。其中自然科学主要提供化学、物理、生物、地质学、生理学、卫生学和数学方面的训练，有些特定的课程还会组织学生实地参观上海的工厂，包括水净化厂、发电厂、电解产品厂、玻璃厂、重化学品厂、丝绸厂和棉花厂等。学生在参观结束后，必须要提交参观报告，作为正常的实验课堂作业。
沪江大学在化学教育方面的特色还体现在，不仅为学生安排了实验课程，还增加了不少讲演课，聘请外来教授来校演讲。沪江大学化学会还创办了会刊《化学》。曾任沪江大学副校长、理学院院长、在耶鲁大学获得博士学位的郑章成，曾记载“民国九年，美人捐筑科学馆一所……除已有化学物理课程外，添设生物与地质两科……实验各课程，亦有试验之设备。化学系共有二十四课程，内三课为讲演，二十一课为试验……”
不仅如此，不少有关化学的演讲类似于今天的学术报告，向学生介绍化学领域的新近研究进展，而且演讲用英文进行。如化学系主任徐作和
，在1936年的演讲题名为“近五年化学研究之异彩”
。沪江大学化学社还邀请了分析化学专家韩祖康
到校，演讲了“容量分析中之新指示剂”。
另外，徐作和1935年与上海中国图书公司合作，翻译了美国大学通用的化学课本
Deming’s General Chemistry
，为化学系的师生了解国外教材提供了很大的便利条件。化学系还有李国柱和唐宁康
等老师，尤其是教授普通化学的唐宁康老师，给戴立信留下了较为深刻的印象
。唐宁康此时担任化学系主任，非常强调实验，“一定重视实验，实践在先”
，他还承担了分析化学、高等有机化学等3门课程的教学，上课时中英文对照教学。
Deming’s General Chemistry
也是他们使用的教材之一。可以说，戴立信在沪江大学化学系学习的这段时间，既倾听了这些老师的理论课程，又接触一些化学仪器，做了不少化学实验，自然是获益匪浅，进一步加深了对于化学的理解，并为今后的科研人生奠下了扎实基础。
戴立信的学习兴趣非常广泛，除了学习化学外，他还对历史比较感兴趣，偶尔会跑到历史系去旁听，特别喜欢蔡尚思
老师的课。蔡尚思老师是当时非常有名气的历史学家，课上得十分精彩。平时生活极其朴素，喜欢穿一身蓝布大褂。正是这些学富五车但又生活简朴的学者们，塑造出沪江大学的良好学术氛围，他们的言传身教，深深影响了学子们崇尚知识和修身养性的习德。
沪江大学的校训是“信义勤爱”：所谓信，即信崇真理，信而有征，讲信修睦，诚信不欺；义，即仁义礼智，遵道秉义，义薄云天，见义敢为；勤，则奋发勤勉，勤学好问，将勤补拙，业精于勤；爱，需大雅博爱，修身自爱，爱人以德，爱国敬业。校训除了勉励学生们要认真学习外，还对学生的为人和品性提出了很高的要求，尤其是要有博爱精神，不仅要爱护自己，更要关爱他人，热爱国家。
时间过得很快，转眼就来到1943年的春天，此时日本发动了太平洋战争，并对英美宣战。整个中国的形势日趋危急，日军对上海开始进行了高压式的管控。此时，戴立信在沪江大学的学习生活尚不满一年，平静、忙碌而又充实的学习生活就此戛然而止。在沪日军进入租界后，沪江大学的办学环境进一步趋于恶化。尤为糟糕的是，日军认为沪江大学属于美国教会所办，不由分说接管了该校财产，并对学校的办学方式横加干预，正常的教学秩序再也难以维系下去。戴立信作为一名在校大学生，在校园内外都感受到如影随形的屈辱感。在学校无法进行正常的学习，回到家也得不到片刻安宁，还不时受到日本人的欺凌。对这种屈辱的日子戴立信一直记忆犹新，作为一个在家听话孝顺、在学校里严格遵守纪律、对祖国怀着满腔热情的青年学子，他先后被日本兵打过两次。当时他家住在苏州河边，苏州河上有很多桥，每座桥上都有日本兵站岗，每个人走过岗哨时，一定要向站岗的日本兵鞠躬，如果鞠躬时头低得不够厉害，就会挨上一巴掌。日本人进入租界以后，有时候为了搜捕一个救亡分子，会把整个街区封锁起来抓人，短则几天，长则几个礼拜，弄得老百姓的日子苦不堪言。诸如此类的事情几乎每天都在上海发生，此时的中国人已经面临着亡国灭种的威胁。
当时的青年学生都是义愤填膺却又无处爆发，只能传唱一些爱国歌曲。戴立信直到现在都还记得其中的《毕业歌》，
这首歌唱道：
“同学们，大家起来，
担负起天下的兴亡！
听吧，满耳是大众的嗟伤！
看吧，一年年国土的沦丧！
我们是要选择‘战’还是‘降’？
我们要做主人去拼死在疆场，
我们不愿做奴隶而青云直上！
我们今天是桃李芬芳，
明天是社会的栋梁；
我们今天是弦歌在一堂，
明天要掀起民族自救的巨浪！
巨浪，巨浪，不断地增涨！
同学们！同学们！
快拿出力量，
担负起天下的兴亡！”
在当时的青年学生中，这首毕业歌的影响很大，它号召大家团结一心，承担起复兴国家和民族的重任。此情此景在年轻的戴立信心中留下了不可磨灭的印象，也正是从这个时候起，戴立信真切地感受到“天下兴亡，匹夫有责”这句话的分量：
珍珠港事件以后，日本跟美国打仗了，日本军开始进入租界。以前百姓们想靠租界过渡一下，现在也没了办法。那个时候，很多年轻人都有个“中国梦”“科学救国”“教育救国”“体育救国”“实业救国”，大家都在思考怎么把这个濒临灭亡的国家救回来。那时候国人的“中国梦”很强烈，就是“不受侵略者的凌辱，让我们的国家早日能站起来”。
当然，要实现这一理想，就需要练就一身本领，然而上海已经很难容身，沪江大学也无法维持一个正常的教学环境。在这种状况下，戴立信毅然做出了他人生中第一个重要抉择，离开沪江大学，去内地寻找新的读书天地和救国之道。