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因成绩优异，王振义在小学毕业前就已经获得直升到震旦附中的资格。好强的他并不满足于此，毕业前夕他还另外报考了享誉江南的名校上海中学
，令人遗憾的是他未能如愿，这也算得上是他求学路上少有的一次挫折。
与萨坡赛小学一样，震旦附中也是一所以教育质量闻名沪上的名校，它是震旦大学优秀生源的重要基地。在震旦大学初创时，因当时旧制中学的毕业生不够报考大学的资格，很多学校都先设立预科，为正式开设大学课程做准备。预科以“西国普通学校课程”为主，“并打造法语基础”。
1928年，根据当时教育新学制规定，震旦大学进行学制改革，取消预科，改称附属中学。附中分为初中、高中两部，除教育部规定课程外，另授予法文、英文作为第二外国语。
进入震旦附中后，王振义依旧勤奋好学，加之其天资聪颖，无论是西方的新知识，还是中国的传统文化知识，他都能很快地融会贯通，掌握其要义，每次考试，他都名列前茅，深受老师喜爱。学习上遇到问题时，他也会主动向老师请教，老师也经常在自己的宿舍接待这位优秀的学生，为他答疑解惑。
王振义回忆道：“整个中学时代，我的主要精力就是专心学习。当时，学校规定每周考试一次，所以我把绝大部分的时间都花在了温课和准备考试上。通常我会提前两三天就把所有考试的内容都准备好，当别人还在考前抱佛脚时，我已经在操场上玩了。也就是在中学时期，我明确了要到大学继续深造的目标，要做一个有才能的人。”
在父母眼中，那时的王振义是个让人省心的好孩子，不用家长的监督就能自觉按时完成课业；在老师眼中，他是个尊师重教、勤奋刻苦的好学生，不仅善于思考，而且思维敏捷；在同学眼中，他不仅是学习的榜样，更是位乐于助人的好伙伴，当同学有不明白的问题向他请教时，他总是不厌其烦地讲解一遍又一遍，直到同学领悟为止。
然而，王振义读中学时，正值日寇全面侵华的开始。淞沪会战后，日军占领上海，尽管震旦附中位于法租界内，在战争初期受影响较小，教学秩序也与震旦大学保持一致，但在整个抗战期间，震旦附中也出现过迫于战事而非正式停课的现象。例如1937年元旦，战事在离震旦附中数百米处激烈爆发，出于安全考虑，学校决定临时停课24小时。即便是在这样纷乱的局面中，王振义依然保持着努力学习的习惯，在知识的海洋中孜孜不倦地探索。老师、同学们经常能在校园的僻静处看见他用心苦读的身影。
王振义在上海孙中山故居纪念馆（2010年）
初中毕业前，父亲卖掉金神父路的住宅后，在高安路另外购置了一块地用于建造新居。王振义与家人便一同搬入莫利爱路（现香山路）孙中山故居边的一幢楼房（现为上海孙中山故居纪念馆）中暂住了一段时间。就在家中门前的小路上，他目睹了国民党反动派暗杀中共党员和爱国人士的暴行，这让他对国民党反动政府产生了强烈的厌恶情绪。
面对国家贫弱、政府无能、百姓遭外敌欺凌的残酷现实，王振义既痛心又难过。他问父亲：“为什么日本人在中国的土地上竟敢如此横行霸道？”
“这就是弱肉强食的道理。”王文龙回答他，“中国现在又贫又弱，所以遭受日本的侵略。我们的国家、政府没有能力保护自己的人民，日本人才敢为所欲为。”
“如何才能让中国不再受别人侵略，人民不再受欺负？”王振义接着问。
“国家强盛，社会发展，一定要依靠掌握先进知识文化的人。唯有国家发展了，民族强大了，才能免受他人的欺负，才能被世界尊重。”
报效祖国的壮志豪情在王振义心头涌起。王振义紧攥着拳头，信誓旦旦地说：“我一定要好好读书，学习科学文化知识，长大后为国家的强盛做贡献！”