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.
Diritto:
1. Il Tribunale federale esamina d'ufficio e con cognizione piena la propria competenza (art. 29 cpv. 1 LTF) e l'ammissibilità dei rimedi sottopostigli (DTF 136 l 42 consid. 1 pag. 43).
1.1 Il ricorso, tempestivo (art. 100 cpv. 1 LTF), è rivolto contro una decisione cantonale finale di ultima istanza (art. 86 cpv. 1 lett. d e art. 90 LTF) emanata in una causa di diritto pubblico (art. 82 lett. a LTF). Il diritto di ricorrere di C.A._, minorenne rappresentata dai due genitori, è certo (art. 89 cpv. 1 LTF).
1.2 Con il ricorso in materia di diritto pubblico può essere fatta valere, tra l'altro, la violazione del diritto federale, che comprende i diritti fondamentali, e dei diritti costituzionali cantonali (art. 95 lett. a e c LTF; DTF 133 III 446 consid. 3.1 pag. 447 seg.). Il Tribunale federale applica d'ufficio il diritto (art. 106 cpv. 1 LTF): non è vincolato né agli argomenti del ricorrente, né alle considerazioni dell'istanza inferiore; può perciò respingere il ricorso anche per motivi diversi da quelli contenuti nella decisione impugnata (DTF 133 Il 249 consid. 1.4.1 pag. 254).
Ciononostante, tenuto conto dell'onere di allegazione e motivazione posto dall'art. 42 cpv. 1 e 2 LTF, il cui mancato rispetto conduce all'inammissibilità del gravame (art. 108 cpv. 1 lett. b LTF), il Tribunale federale considera di regola solo gli argomenti che gli sono sottoposti (DTF 134 III 102 consid. 1.1 pag. 104 seg.). Le esigenze di motivazione sono più severe quando è fatta valere la violazione di diritti fondamentali: in questo caso l'art. 106 cpv. 2 LTF esige una motivazione puntuale e precisa, analoga a quella che l'art. 90 cpv. 1 lett. b OG prescriveva per il ricorso di diritto pubblico (DTF 134 Il 244 consid. 2.2 pag. 246).
1.3 Il Tribunale federale può verificare la costituzionalità delle norme cantonali, a titolo accessorio, anche nell'ambito di un ricorso volto contro una decisione concreta di applicazione, ma solamente nell'ottica del caso specifico, non in modo astratto, con riguardo a tutte le costellazioni possibili. Se le censure ricorsuali si rivelano fondate esso annulla soltanto la decisione, non le norme contestate (DTF 132 I 49 consid. 4 pag. 254). Il Tribunale federale esamina con cognizione libera la costituzionalità delle norme cantonali sotto il profilo dell'interesse pubblico e della proporzionalità. Quanto all'applicazione del diritto cantonale medesimo, l'esame è libero se la restrizione della libertà è particolarmente grave, limitato all'arbitrio negli altri casi (DTF 122 I 236 consid. 4a pag. 244). La gravità della restrizione è valutata secondo criteri oggettivi, non in funzione della percezione soggettiva che ne ha il ricorrente (DTF 128 Il 259 consid. 3.3 pag. 269 seg.).
2. La materia litigiosa è retta dalla legge ticinese della scuola del 1° febbraio 1990 (RL/TI 5.1.1.1) e dal relativo regolamento del Consiglio di Stato del 19 maggio 1992 (RL/TI 5.1.1.1.1).
L'art. 1 cpv. 3 della legge della scuola stabilisce che nelle scuole pubbliche l'insegnamento è impartito in lingua italiana. L'art. 80 ha il tenore seguente:
1. L'insegnamento privato è libero nei limiti della Costituzione federale.
2. Agli allievi in età d'obbligo scolastico l'insegnamento dev'essere impartito in lingua italiana; deroghe possono essere concesse eccezionalmente dal Consiglio di Stato per sopperire ai bisogni di famiglie residenti temporaneamente nel Cantone; la lingua italiana deve essere comunque insegnata.
In esecuzione della competenza attribuitagli dall'art. 8 della legge della scuola, il Consiglio di Stato ha adottato il citato regolamento del 19 maggio 1992. Il testo dell'art. 73 è questo:
1. La deroga prevista dall'art. 80 cpv. 2 della legge della scuola è concessa dal Dipartimento solo nel caso di famiglie che risiedono temporaneamente e per un massimo di sei anni nel Cantone.
2. Durante tale periodo agli allievi in età d'obbligo scolastico l'insegnamento deve essere impartito, almeno nella misura di 1/5 dell'orario settimanale, in lingua italiana.
3. Dopo i sei anni la famiglia deve iscrivere i propri figli in età d'obbligo scolastico in una scuola pubblica o privata in cui l'insegnamento sia impartito interamente in lingua italiana.
4. Omissis.
3. In primo luogo i giudici ticinesi hanno esaminato la costituzionalità della regolamentazione ticinese sotto il profilo degli art. 18, 36 e 70 cpv. 2 Cost. Dopo un esposto approfondito sulla portata di queste norme costituzionali, hanno stabilito che gli art. 80 della legge della scuola e 73 del regolamento rispondono a un interesse pubblico indubbio, poiché favoriscono l'omogeneità linguistica, la coesione sociale e l'integrazione degli individui in un Cantone, non plurilingue, la cui lingua minoritaria è minacciata. Essi hanno inoltre osservato che la restrizione della libertà di lingua introdotta dal diritto ticinese per l'insegnamento nelle scuole private rispetta il principio di proporzionalità, poiché permette di raggiungere tali scopi; tanto più che il legislatore ha previsto espressamente la possibilità di concedere delle deroghe.
In secondo luogo l'autorità cantonale ha giudicato che anche la decisione concreta del Consiglio di Stato, fondata sugli art. 80 della legge della scuola e 73 del relativo regolamento, è "conforme al principio della libertà di lingua di cui all'art. 18 Cost., che cede, nella fattispecie, il passo al principio della territorialità sancito dall'art. 70 Cost. ed esplicitato dall'art. 80 cpv. 2 LSc".
4. I ricorrenti lamentano la violazione della libertà di lingua garantita dall'art. 18 Cost. Sostengono che le condizioni alle quali devono sottostare le restrizioni delle libertà fondamentali in forza dell'art. 36 cpv. 2 e 3 Cost. non sono adempiute, poiché gli art. 80 cpv. 2 della legge sulla scuola e 73 del regolamento, nonché la decisione impugnata, non sono sorretti da interessi pubblici e non rispettano il principio di proporzionalità.
4.1 Sotto il profilo dell'interesse pubblico essi rimproverano al Tribunale cantonale amministrativo di avere attribuito all'art. 70 cpv. 2 Cost. una portata superiore a quella concessagli da giurisprudenza e dottrina. Essi concedono che "la conoscenza della lingua del territorio può essere senz'altro uno strumento di integrazione e coesione sociale" ma negano che la norma costituzionale persegua lo "scopo di obbligare una persona a integrarsi nella comunità in cui vive". Soggiungono che, contrariamente a quanto considerato nel giudizio impugnato, la figlia è perfettamente integrata e conosce bene l'italiano. A mente loro l'autorità non può perciò interferire con la "precisa e libera scelta" di non intensificare i legami con il Cantone Ticino.
Secondo i ricorrenti la frequentazione della scuola D._ da parte di C.A._ non avrebbe d'altronde nessuna ripercussione sulla situazione della lingua italiana in Ticino, dal momento che 1/5 dell'insegnamento orario settimanale deve comunque essere impartito in italiano, lingua che la bambina conosce e parla. In Ticino l'italiano non sarebbe affatto una lingua minacciata e il pericolo, paventato dall'amministrazione cantonale, che altri gruppi etnici presenti istituiscano scuole private per i loro giovani non sarebbe reale.
I ricorrenti concludono questo capitolo osservando che l'inglese diviene sempre più importante al giorno d'oggi ed è propugnato anche dalla Conferenza svizzera dei direttori cantonali della pubblica educazione e dal concordato HarmoS.
4.2 Passando al principio di proporzionalità, i ricorrenti fanno ampio riferimento alla DTF 122 I 236 e negano che il divieto imposto a C.A._ sia adeguato per promuovere l'omogeneità della lingua in Ticino, poiché la bambina potrebbe senz'altro seguire l'insegnamento in inglese in una scuola pubblica o privata di una altro Cantone o estera, per esempio nella vicina Italia, dove, oltretutto, contrariamente a quanto avverrebbe presso la scuola D._, l'istruzione sarebbe staccata dalla realtà scolastica e culturale ticinese. La disparità di trattamento tra scuole private in Ticino e fuori Cantone si ripercuoterebbe anche sulle famiglie e sugli allievi e violerebbe di conseguenza pure l'art. 8 Cost.
4.3 I ricorrenti concludono asserendo che, a prescindere dalla compatibilità del diritto cantonale con la libertà di lingua, l'interpretazione effettuata dalle autorità ticinesi è "in contrasto con lo spirito stesso delle norme". Spiegano che, se lo scopo della deroga prevista dagli art. 80 cpv. 2 della legge della scuola e 73 del regolamento è di permettere una scolarizzazione iniziale dei bambini nella lingua materna, o comunque in una lingua diversa dall'italiano, il periodo transitorio di sei anni, per non essere illusorio, dovrebbe cominciare a decorrere dall'inizio della scuola elementare; C.A._ dovrebbe pertanto poter frequentare la sezione inglese della scuola D._ per i primi sei anni di scolarizzazione.
5. La controversia riguarda la competenza concessa ai Cantoni d'istituire un ordinamento giuridico che assicuri l'uso della lingua ufficiale sul proprio territorio e limiti di conseguenza la libertà di lingua. La sentenza impugnata espone correttamente le basi legali.
5.1 L'art. 18 Cost. istituisce la libertà di lingua, garantendo al cittadino, tra l'altro, l'uso della lingua di sua scelta, sia essa quella materna o no (DTF 122 I 236 consid. 2b pag. 328). La libertà di lingua, come tutti i diritti fondamentali, non è assoluta; può essere limitata, prim'ancora che alle condizioni generali dell'art. 36 Cost., in forza dell'art. 70 cpv. 2 Cost., che impone ai Cantoni il rispetto della composizione linguistica tradizionale delle regioni e delle minoranze linguistiche autoctone.
Questa norma codifica in sostanza il principio della territorialità della lingua, che ha due componenti. D'un canto, il principio di territorialità vuole che ogni Cantone, Distretto o Comune abbia la sua lingua tradizionale e la possa conservare nonostante l'immigrazione di persone di lingua straniera. Esso permette perciò ai Cantoni di adottare sul proprio territorio i provvedimenti atti a preservare l'omogeneità e i limiti tradizionali delle regioni linguistiche; tali misure, che possono limitare il diritto del cittadino di usare la propria lingua materna, devono rispettare il principio di proporzionalità. D'altro canto, il principio di territorialità si propone di assicurare, in armonia con la libertà di lingua, la coesistenza pacifica delle lingue nazionali e la protezione delle lingue di minoranza (DTF 136 I 149 consid. 4.1 e 4.2 pag. 152 seg.; 122 I 236 consid. 2b-c pag. 238 seg. e riferimenti).
5.2 I Cantoni sono competenti per definire la lingua ufficiale (art. 70 cpv. 2, prima frase Cost.) e per regolarne l'uso sul proprio territorio, nel rispetto del diritto costituzionale federale. Nei rapporti con l'autorità la libertà di lingua è perciò limitata anche dal principio della lingua ufficiale (DTF 136 I 149 consid. 4.3 e 5 pag. 153 seg. e riferimenti). L'insegnamento nelle scuole pubbliche appartiene al campo di queste relazioni. La giurisprudenza riconduce tuttavia al principio della territorialità anche la facoltà dei Cantoni d'imporre l'insegnamento nella lingua ufficiale nelle scuole private. Il fondamento di tale limitazione della libertà di lingua non è da ricercare tanto nella volontà di promuovere un insegnamento attuabile e di contenerne i costi, com'è il caso per la scuola pubblica, né di tutelare le lingue minoritarie minacciate, quanto piuttosto nell'esigenza di preservare la pace e l'omogeneità linguistica e quindi di favorire la coesione sociale (DTF 122 I 236 consid. 2d-e pag. 239 segg.; 91 I 480 consid. 2 e 3b pag. 486 segg.).
6. Nel Cantone Ticino, l'art. 1 cpv. 1 Cost./TI stabilisce che la lingua ufficiale è l'italiano. La legge della scuola ne regola l'uso nel campo scolastico rendendolo obbligatorio per l'insegnamento nella scuola pubblica (art. 1 cpv. 3) e, a certe condizioni, in quelle private (art. 80 cpv. 2). Come detto, il Tribunale federale ha riconosciuto tali facoltà ai Cantoni, individuandone il fondamento nella componente del principio di territorialità, ancorato nell'art. 70 cpv. 2 Cost., che promuove l'omogeneità linguistica. La norma costituzionale - per riprendere un'espressione usata dai ricorrenti - non obbliga le persone a integrarsi nella comunità in cui vivono ma, quanto meno, a seguire l'insegnamento dell'obbligo nella lingua ufficiale di tale comunità, se il legislatore cantonale lo vuole.
La censura secondo la quale la Corte cantonale avrebbe attribuito all'art. 70 cpv. 2 Cost. una portata superiore a quanto concesso finora dalla giurisprudenza è pertanto infondata.
7. I ricorrenti obiettano che la giurisprudenza è criticata dalla dottrina e non è più attuale, essendo stata "principalmente la conseguenza della massiccia immigrazione (allora soprattutto di italiani) che il nostro Paese ha conosciuto negli anni '60, ciò che aveva posto in modo molto importante la necessità di garantire una corretta integrazione degli stranieri".
Le sentenze che hanno avuto per oggetto la libertà di lingua nell'insegnamento sono relativamente poche e riguardano più che altro i rapporti tra le lingue nazionali. Abbondano invece i pareri dottrinali, a volte effettivamente molto critici verso la giurisprudenza. Essi non sono tuttavia così unanimi come espongono i ricorrenti.
In breve, tra coloro che hanno valutato anche l'influenza delle lingue d'immigrazione, non solo i rapporti tra le lingue nazionali, v'è d'un canto chi mette in dubbio la necessità di promuovere l'assimilazione nelle relazioni tra privati, arrivando quindi a negare l'esistenza di un interesse pubblico a sostegno delle minoranze linguistiche nell'insegnamento privato (CHARLES-ALBERT MORAND, Liberté de la langue et principe de territorialité. Variations sur un thème encore méconnu, ZSR 112/1993 I, pag. 11 segg., in particolare 23-24); e chi dissente dall'applicazione rigida del principio di territorialità o s'interroga sull'opportunità di contrapporre tale principio alla libertà di lingua (JÖRG PAUL MÜLLER/MARKUS SCHEFER, Grundrechte in der Schweiz, 4a ed. 2008, pag. 292 segg., in particolare 296 segg.; MARCO BORGHI, La liberté de la langue et ses limites, in: Thürer/Aubert/Müller (ed.), Verfassungsrecht der Schweiz, 2001, pag. 607 segg., in particolare 613-615; GIORGIO MALINVERNI, in: Aubert e altri (ed.), Commentaire de la Constitution fédérale, 1995, ad art. 116 vCost. n. 23 segg.). Dall'altro v'è chi condivide invece la preoccupazione che il moltiplicarsi di scuole private di lingue straniere possa ostacolare l'assimilazione e giustificare perciò in forza del principio di territorialità misure atte a proteggere una comunità linguistica indigena dalle conseguenze negative dell'immigrazione esterna o interna (AUGUSTIN MACHERET, Le droit des langues, RFJ, numero speciale 2005, pag. 101 segg., in particolare 112 segg.).
8. La particolarità del caso in esame, per rispetto alle fattispecie considerate finora dalla giurisprudenza, sta nel fatto ch'esso non è originato da una situazione conflittuale in un territorio bilingue né dall'uso di una lingua nazionale diversa da quella ufficiale. I ricorrenti ritengono che la loro bambina debba poter seguire l'insegnamento elementare in una lingua straniera, l'inglese, in un Cantone in cui la lingua ufficiale è solo l'italiano. Dal momento che, come si dirà, essi non rivendicano l'appartenenza a una minoranza linguistica nazionale o straniera, e neppure un'identità culturale specifica, le considerazioni in parte controverse sulla necessità o l'opportunità di assimilare le minoranze straniere per il tramite della lingua e sull'efficacia dei provvedimenti che i Cantoni possono adottare in tale senso passano in secondo piano. La soluzione va invece cercata nel raffronto tra l'interesse pubblico del Cantone Ticino alla scolarizzazione in lingua italiana e quello privato dei ricorrenti.
8.1 L'italiano, in Svizzera, non è una lingua in pericolo d'estinzione. È però assai minoritaria: lo parla come lingua principale solo il 6,46 % della popolazione residente. La lingua italiana, in Ticino, è tuttavia minacciata da un forte inforestierimento: basti pensare che il 16.9 % della popolazione residente nel Cantone usa un'altra lingua principale. Circa la metà (49,33 %) dei residenti di lingua straniera è germanofona. Riferita al totale della popolazione ticinese, la percentuale dei residenti che usa il tedesco come lingua principale è dell'8,3 % (fonte dei dati: Ufficio federale di statistica, censimento della popolazione 2000).
Il Tribunale cantonale amministrativo ha rilevato con ragione che il legislatore federale, consapevole di questa situazione, ha predisposto degli aiuti finanziari specifici a salvaguardia e promozione della lingua e della cultura italiane, in esecuzione del mandato costituzionale conferitogli dagli art. 4, 18 e 70 Cost. (art. 22 della legge federale sulle lingue del 5 ottobre 2007 e art. 22 segg. della relativa ordinanza [RS 441.1/11]).
8.2 La necessità di proteggere la lingua italiana sul territorio svizzero dal diffondersi del tedesco è stata percepita, a livello federale, fin dalla prima metà del secolo scorso, allorquando un progetto costituzionale, poi abbandonato, prevedeva una sorta di statuto speciale per il Ticino, vietando in particolare la creazione di scuole di lingua tedesca (BARBARA WILSON, La liberté de la langue des minorités dans l'enseignement, 1999, pag. 382).
La legislazione ticinese attuale sulla scuola recepisce quelle preoccupazioni. Ha fondamento nell'art. 1 Cost./TI, che fa del Cantone Ticino una "repubblica democratica di cultura e lingua italiane" e ancora quindi alla Costituzione il principio di territorialità della lingua. Gli art. 80 della legge della scuola e 73 del regolamento perseguono perciò due obiettivi: oltre a promuovere l'integrazione delle persone di lingua materna diversa da quella ufficiale, l'imposizione dell'insegnamento in italiano nella scuola dell'obbligo è una misura di salvaguardia dell'italianità, uno strumento di difesa da contrapporre al grande numero di residenti di lingua straniera, in particolare di germanofoni (WILSON, op. cit., pag. 385-387).
8.3 Nel contesto demografico suddetto, le norme scolastiche ticinesi sono pertanto sorrette da un interesse pubblico intenso, anche se in parte diverso da quello individuato dal Tribunale cantonale amministrativo. La scuola dell'obbligo è indubbiamente un vettore importante dell'identità culturale e linguistica di un territorio (a tal riguardo, cfr. peraltro anche la già citata DTF 91 I 480 consid. 2 pag. 486 segg.).
8.4 I ricorrenti affermano di avere la nazionalità italiana e svizzera e di essere di lingua madre italiana e inglese. Precisano di conoscere perfettamente l'italiano e spiegano che C.A._ "in considerazione delle relazioni sociali proprie e della sua famiglia e delle possibilità di un trasferimento all'estero, ha la necessità di padroneggiare la lingua inglese"; lingua che è d'altronde "sempre più importante e fondamentale nel contesto internazionale globale", come attesterebbe anche il ruolo attribuitole nel concordato HarmoS.
I ricorrenti, quindi, non rivendicano un'identità culturale specifica diversa da quella italiana, né spiegano in altro modo le origini del loro bilinguismo, in particolare dell'uso dell'inglese in famiglia. Sui motivi per i quali hanno deciso che la loro bambina debba essere istruita in questa lingua le loro argomentazioni sono generiche; alludono infatti, ma senza indicazioni concrete, alle relazioni sociali della famiglia e all'ipotesi di un trasferimento all'estero, oltre che all'importanza dell'inglese nella comunicazione internazionale. I ricorrenti sembrano in definitiva prevalersi del diritto in sé di usare una lingua diversa dall'italiano; considerano infatti che la loro decisione concernente la scolarizzazione di C.A._ proceda da una "precisa e libera scelta che non può essere sindacata dal Tribunale cantonale amministrativo".
8.5 La motivazione surriferita, che sta alla base della scelta dei ricorrenti di privilegiare l'inglese nell'educazione della figlia, non attesta l'esistenza di interessi privati tali da mettere in secondo piano le misure predisposte dal legislatore ticinese nell'ambito scolastico a difesa della lingua italiana. Se ne deve concludere che, nelle circostanze del caso specifico, l'interesse pubblico teso alla difesa dell'italianità prevale su quello privato dei ricorrenti. L'italianità nel Cantone Ticino non è messa in pericolo dai residenti che parlano inglese ma, posta la necessità di contenere l'inforestierimento linguistico del quale s'è detto, la lingua ufficiale del territorio va protetta nei confronti di tutti gli idiomi stranieri. Sarebbe del resto discutibile, sotto il profilo della parità di trattamento, permettere l'insegnamento scolastico obbligatorio in talune lingue e non in altre, a seconda dell'importanza numerica dei residenti che le parlano.
9. I ricorrenti ritengono che la decisione cantonale violi anche il principio di proporzionalità. Questo aspetto è in correlazione stretta con l'esigenza dell'interesse pubblico, poiché la restrizione di una libertà costituzionale è proporzionata se è idonea e necessaria per realizzare lo scopo perseguito e comporta effetti ragionevolmente sopportabili in considerazione dell'interesse pubblico tutelato (DTF 130 Il 425 consid. 5.2 pag. 438 seg.; sentenza 2C_204/2010 del 24 novembre 2011 consid. 5.1).
Il rispetto di questi requisiti va esaminato soltanto nella misura in cui è messo in discussione nel ricorso (precedente consid. 1.2).
9.1 I ricorrenti criticano l'adeguatezza della misura adottata. Lo fanno in primo luogo riferendosi alla DTF 122 I 236: sostengono che l'obbligo di frequentare una scuola determinata non sia il mezzo appropriato per preservare l'omogeneità di una lingua.
È vero che il Tribunale federale si è posto interrogativi a tale proposito. Non è tuttavia necessario riprenderli, poiché la situazione esaminata era diversa: riguardava la migrazione scolastica limitata alle lingue nazionali (francese e tedesco) all'interno di un Cantone bilingue (Berna); sebbene il Tribunale federale avesse espresso anche considerazioni di carattere generale, non era in discussione la salvaguardia dell'identità linguistica di un territorio particolare come quello ticinese (precedenti consid. 8.1 e 8.2). S'è detto che la scuola dell'obbligo è uno strumento importante per la promozione della lingua del territorio. In quest'ottica il 20 % di lezioni settimanali che dovrebbe essere impartito in ogni caso anche presso la scuola D._ appare insufficiente.
9.2 A mente dei ricorrenti, l'obbligo imposto dalle autorità ticinesi sarebbe inadeguato anche perché la bambina potrebbe essere iscritta in una scuola di lingua inglese con sede in altri Cantoni oppure in Italia, a ridosso del confine.
Questo argomento è infondato. Le disposizioni contestate si prefiggono di promuovere l'italianità sul territorio ticinese. L'idoneità dell'ordinamento scolastico ticinese a conseguire tale scopo non è affatto pregiudicata dall'eventualità che alcuni genitori lo possano eludere - lecitamente - mandando i propri figli a scuola fuori Cantone. Contrariamente a quanto asseriscono i ricorrenti, non vi sarebbe disparità di trattamento tra questi scolari e quelli che frequentano le scuole ticinesi.
9.3 Non intacca l'adeguatezza della misura contestata neppure la buona padronanza dell'italiano della bambina. Vista la natura dell'interesse pubblico in gioco, tale fattore soggettivo non è di rilievo. Non è del resto ragionevole immaginare che le autorità ticinesi, di fronte a una richiesta di scolarizzazione in lingua straniera, decidano sulla base di un criterio simile, effettuando magari un'indagine sulle conoscenze della lingua italiana da parte dell'allievo.
9.4 Da ultimo i ricorrenti ritengono "contraddittorio" il dispositivo di deroga previsto dagli art. 80 cpv. 2 della legge della scuola e 73 cpv. 1 del regolamento a favore delle famiglie che risiedono temporaneamente, per un massimo di sei anni, nel Cantone. Sostengono che, se lo scopo di tale deroga fosse di permettere ai bambini di incominciare la scolarità nella propria lingua materna, il periodo transitorio dovrebbe iniziare a decorrere con la frequentazione della prima classe elementare, cioè con il compimento dei sei anni, sennò i bambini nati nel Cantone Ticino come C.A._ non ne potrebbero beneficiare.
L'argomento ha poco a che vedere con la proporzionalità, pur essendo inserito nel capitolo del ricorso così intitolato: riguarda piuttosto l'applicazione del diritto cantonale al caso concreto. Esso è infondato anche a esame libero, a prescindere quindi dalla gravità della restrizione (precedente consid. 1.3). È infatti evidente che lo scopo della deroga non è quello indicato dai ricorrenti; istituendo la possibilità di concedere deroghe il legislatore ha inteso "non aggravare inutilmente i figli di famiglie d'altra lingua residenti solo temporaneamente nel Cantone" (Messaggio del Consiglio di Stato n. 3200 del 30 giugno 1987, commento all'art. 75 del disegno di legge della scuola). In altre parole: si è voluto evitare cambiamenti ripetuti della lingua dell'insegnamento ai bambini di genitori che risiedono in Ticino per pochi anni. I ricorrenti non pretendono di trovarsi in questa situazione.
10. Per tutte queste considerazioni, e in parziale sostituzione dei motivi (precedente consid. 1.2), il ricorso è infondato. Le spese seguono la soccombenza (art. 66 cpv. 1 LTF). Lo Stato, che agisce nell'ambito delle sue attribuzioni di diritto pubblico, non riceve indennità (art. 68 cpv. 3 LTF).
Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso in materia di diritto pubblico è respinto.
2. Le spese di giustizia di fr. 2000.-- sono poste a carico dei ricorrenti in solido.
3. Comunicazione ai patrocinatori dei ricorrenti, al Dipartimento dell'educazione, della cultura e dello sport, al Consiglio di Stato e al Tribunale amministrativo del Cantone Ticino.