马偕博士于台湾传教期间，深感创设新式学校之重要，乃于1880年回加拿大募款，获其故乡安大略省牛津郡报纸《前哨评论》(Sentinel Review)新闻社之刊载并大力发起募款活动，得到各方热烈回响，共募得加币6,215元，作为其建校基金。

1881年，马偕博士重返淡水，择定牛津学堂现址，亲手规划、监工，兴建校舍。1882年7月26日如期竣工，取名「理学堂大书院」。因感怀其故乡加拿大牛津郡乡亲之盛情襄赞，英文乃命名为 Oxford College，故后人称之为牛津学堂，此后成为长老教会培育传教、医疗和教育的基地。

当时所授课程，除神学圣经道理，尚有人文社会科学的历史、伦理、中国字部、中国历史，自然科学的天文、地理、地质、植物、博物、矿物及医学理念、解剖学、及临床实习、体操、音乐等。