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長江文明館由武漢市人民政府聯合長江水利委員會、武漢大學興建，于2013年11月13日破土動工，2015年9月25日落成開放，館舍面積3.1萬平方米，展覽面積1.28萬平方米，分《序廳》、《走進長江廳》、《感知文明廳》和《夢幻長江廳》，擁有藏品9141件。
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常設展覽“長江之歌，文明之旅”，以水孕育人類，人類創造文明，文明融于生態為主線，利用長江流域典型的文物標本，集中展示了長江的自然生態和歷史文明。其中不乏憨態可掬的國寶大熊貓，瀕臨滅絕的中華鱘，“植物活化石”珙桐，反映藏滇文化的唐卡、銅鼓，反映荊楚文化的銅尊缶、曾侯昃劍、銅方豆、大府銅量，反映吳越文化的良渚玉琮等標本與文物精品。
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體驗廳《夢幻長江》是博物館展覽中的一大創新，它以長江干流各省區最優美的自然風光與最經典的人文景觀為題材，打造了一個大型沉浸式體驗項目，讓人們用10分鐘時間領略長江的自然之美、人文之最。
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截至2019年底，長江文明館已免費接待觀眾350萬人次，先后被聯合國教科文組織授予“嘉許狀”，被國家水利部授予“國家水情教育基地”，被湖北省、武漢市分別授予省（市）愛國主義教育基地稱號，其常設展覽“長江之歌 文明之旅”榮獲第十四屆（2016年度）全國博物館十大陳列展覽精品推介“精品獎”以及2016年湖北省博物館六大陳列展覽精品獎，受到了同行和觀眾的一致好評。