Fatti: A. Il 19 maggio 2010 A.A._ e B.A._, cittadini svizzeri e italiani residenti a X._, hanno chiesto al Consiglio di Stato del Cantone Ticino di autorizzare la loro figlia C.A._ a frequentare la la classe elementare nella sezione di lingua inglese presso la scuola D._ di Y._, in deroga a quanto stabilito dall'ordinamento scolastico ticinese. La domanda è stata respinta prima dal Dipartimento dell'educazione, della cultura e dello sport, poi dal Consiglio di Stato e infine, con sentenza 1° aprile 2011, dal Tribunale cantonale amministrativo. B. A.A._ e B.A._, in rappresentanza della figlia C.A._, insorgono davanti al Tribunale federale con ricorso in materia di diritto pubblico del 27 maggio 2011. Prevalendosi della violazione della libertà di lingua (art. 18 Cost.), chiedono in via principale che la sentenza cantonale sia riformata e che la figlia C.A._ sia autorizzata a frequentare la scuola D._ in lingua inglese durante il periodo dell'obbligo scolastico; in via subordinata che la causa sia rinviata al Tribunale cantonale amministrativo affinché decida nuovamente nel senso dei considerandi. Il Dipartimento dell'educazione, della cultura e dello sport propone di respingere il ricorso con risposta dell'11 luglio 2011, mentre il Consiglio di Stato si rimette al giudizio del Tribunale federale.