Предложно-падежное сочетание "на удивление" (как один из его вариантов - "к удивлению) может изменять в различных предложениях свою синтаксическую функциональность. Фактически, это сочетание существительного "удивление" и предлога "на".
Винительный падеж, который мы видим, не превратится к какую-либо другую грамматическую форму, однако в одном предложении сочетание "на удивление" станет дополнением или обстоятельством ("на что? - на удивление", "насколько? как? - на удивление - в значении "очень"), а в другом (чаще - в начале предложения) - вводным словом.В первом случае (когда сочетание "на удивление" - это дополнение или обстоятельство) запятая возможна лишь при включении данной формы в выделяемую конструкцию. Находясь на её границе, сочетание "на удивление" не обосабливается отдельно, а только вместе со всем оборотом.
Во втором случае (сочетание "на удивление" или "к удивлению" - вводное слово) нужны, при возможности, две запятые, с обеих сторон сигнализирующие о необходимости интонационных смысловых пауз.
Читайте по теме: Список вводных слов, которые всегда выделяются запятыми, смотрите здесь. Список ложных вводных слов, которые при всем желании не следует выделять запятыми, можно увидеть тут.
Примеры употребления:
"Коллектив наш (как?) на удивление дружен и весел".
"Я смотрю (на что?) на удивление окружающих и не понимаю этой эмоции".
"На удивление, команда первой школы победила".