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不久，小石山上空升起了鬼子的一个气球，距地面约1000米，气球悬停后，气球下方吊篮里的一个鬼子拿出望远镜不断向四处观察。
周卫国知道这是鬼子的炮兵观察员，只是苦于手头没有高炮，没法把那气球打下来！只好命令部队隐蔽。
12时，为了迫使南京中国守军投降，日军开始有选择地向南京发动进攻。
87师方向，日军先以密集炮火向海福庵、工兵学校261旅阵地猛烈射击，另有多架飞机轮番轰炸。
大约三十多分钟火力急袭后，日军以石家湾、大扬底、郭家底作进攻出发线，向工兵学校阵地发起攻击。
由于261旅的这一阵地利用了原有的永久工事构成了坚固的闭锁堡垒，在87师副师长兼261旅旅长陈颐鼎的指挥下，261旅连连打退日军多次进攻。
从阵地前的敌尸中发现，进攻部队为日军第16师团。
当日军第三次进攻受挫后，陈颐鼎向上级建议，由孩子里经张家上向小石山敌右侧背施行反击，结果被以“万一出击不成，影响防守阵地兵力”为由驳回。
日军第9师团一部同时向光华门87师259旅与预一团阵地发动进攻，亦被击退。
战至晚六时，日军暂停攻击。
