Есть ли здесь вообще неоднозначность, и, если есть, с помощью каких
изменений от неё избавиться?
Если вы не математик и не юрист, надо очень сильно захотеть, чтобы увидеть здесь что-то неоднозначное.
На самом деле тут вариант 1. Ваш вариант 2. я даже не понял сразу. Давайте не будем заморачиваться с оценками... Они сильно путают, скрывая суть.
Вася - единственный ученик в классе, у которого папа - олигарх и мама домохозяйка.
Найдите мне человека, которой поймет эту фразу так: в классе вообще нет других детей олигархов и нет других детей домохозяек. Так почему с оценками должно быть как-то иначе?
Но если уж очень сомневаетесь, замените союз "и" на "а". Все вопросы снимутся.
Вот упомянутые математики тут могут призадуматься. Здесь "единственный" выступает в роли квантора, область действия которого может либо распространяться на все объекты, связанные союзом "и", либо ограничиваться им.
И вопрос этот интересный с точки зрения семантики фраз в целом. Но этот разговор здесь откровенно не поднять.
Так что, если уж очень надо избежать даже надуманных обвинений в двусмысленности, пишите просто и ясно:
"Вася оказался единственным учеником в классе с четверкой за тест, но пятеркой за аудирование".
или
"Вася оказался единственным учеником в классе с четверкой за тест и единственным с пятеркой за аудирование".
Надеюсь, тут никакой двусмысленности не обнаружится.