Sachverhalt:
A. Am 22. Mai 2009 traten X._ und A._ kurz vor Mitternacht zu B._ und dessen Freundin, die auf einer Bank im Zentrum der Fussgängerzone in Suhr (AG) sassen. Nach einer kurzen Unterhaltung über Belangloses entwickelte sich eine verbale Auseinandersetzung wegen des Rollbretts von B._, das X._ ohne dessen Einverständnis kurz zum Herumfahren behändigt hatte. X._ holte in der Folge unvermittelt mit dem Rollbrett aus und schlug es B._ mit Wucht gegen dessen linke Kopfseite. Dieser begann zu zittern und fiel zu Boden. X._ und A._ machten sich in der Folge davon.
B._ erlitt durch den Schlag eine schwere Schädel-Hirnverletzung, unter anderem eine Rissquetschwunde über der Schläfe links, eine Gehirnerschütterung, eine Fraktur der Schädelbasis im vorderen Bereich mit einer Fraktur der Stirnhöhlenhinterwand rechts, eine Orbitadachfraktur links und eine dislozierte Fraktur des seitlichen Orbitarahmens links.
B. Das Jugendgericht Aarau ordnete am 20. Oktober 2010 gegen X._ wegen schwerer Körperverletzung zum Nachteil von B._ eine Unterbringung gemäss Jugendstrafgesetz und eine ambulante Massnahme an. Es bestrafte ihn mit zwei Jahren unbedingtem Freiheitsentzug, unter Anrechnung von einem Tag Untersuchungshaft. Es verpflichtete X._ ausserdem, B._ eine Genugtuung von Fr. 8'000.-- und die Parteikosten zu bezahlen.
Die von X._ erhobene Berufung wies das Obergericht des Kantons Aargau am 30. Juni 2011 ab.
C. X._ erhebt Beschwerde in Strafsachen beim Bundesgericht. Er beantragt, das Urteil des Obergerichts des Kantons Aargau vom 30. Juni 2011 sei aufzuheben, und er sei wegen versuchter schwerer Körperverletzung zu verurteilen. Eventuell sei die Sache an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er sei mit einem Freiheitsentzug von neun Monaten, unter Anrechnung von einem Tag Untersuchungshaft und Gewährung des bedingten Vollzugs, bei einer Probezeit von zwei Jahren, zu bestrafen.
X._ stellt ausserdem das Begehren um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.

Erwägungen:
1. 1.1 Der Beschwerdeführer anerkennt den in der Anklageschrift festgehaltenen Sachverhalt, wendet sich jedoch gegen die vorinstanzliche Feststellung, dass beim Opfer aufgrund der Verletzungen mit späteren Komplikationen zu rechnen sei. Ebenfalls falsch sei die Feststellung, wonach das Opfer insgesamt 2 1⁄2 Monate krankgeschrieben gewesen sei und das Haus nicht habe verlassen können. Es gebe hierfür keine Belege. Der Arztbericht von Dr. C._ (D._ Kantonsspital Aarau) und Dr. E._ (F._ Kantonsspital Aarau) halte klar fest, dass nicht mit bleibenden Schäden zu rechnen sei. Die Anklageschrift spreche lediglich von einer Arbeitsunfähigkeit von 100 % bis am 8. Juni 2009. Die Vorinstanz habe entgegen der ersten Instanz auf blosse Aussagen des Opfers abgestellt und dies nicht begründet. Die Vorinstanz verstosse gegen seinen Anspruch auf rechtliches Gehör und das Verbot der reformatio in peius, da sie nicht darauf hingewiesen habe, dass sie den Sachverhalt abändere. Er habe bei seiner Verteidigung davon ausgehen dürfen, dass die Arbeitsunfähigkeit des Opfers nur 16 Tage gedauert habe (Beschwerde, S. 4 f. und S. 12).
Die Vorinstanz berücksichtige nicht, dass er sich seit der Tat wohlverhalten und keine Straftaten mehr begangen habe. Er verhalte sich heute selbst bei Ausschreitungen anderer Fans an Fussballspielen vorbildlich. Die Vorinstanz habe sich weder mit seiner positiven Entwicklung auseinandergesetzt noch diese im Zusammenhang mit der Legalprognose berücksichtigt. Sie verletze damit seinen Anspruch auf rechtliches Gehör und habe den Sachverhalt unrichtig festgestellt (Beschwerde, S. 6 f.).
Der Beschwerdeführer sieht seinen Anspruch auf rechtliches Gehör auch deshalb verletzt, weil sich die Vorinstanz nicht zu seinen Vorbringen in der Beschwerdeschrift im Zusammenhang mit Art. 122 Abs. 3 StGB äussere und sich in ihrer allgemeinen, bloss 16-zeiligen Begründung nicht mit seinen Argumenten auseinandersetze (Beschwerde, S. 13).
1.2 Die Vorinstanz geht ausführlich auf die medizinische Situation des Opfers ein. Dieses sei vom 23. Mai bis 3. Juni 2009 stationär und am 2. November 2009 tageschirurgisch behandelt worden. Zwischenzeitlich habe es sich in regelmässigen ambulanten Nachbehandlungen befunden. Der gesamte Heilungsverlauf habe sich komplikationslos gestaltet. Die Vorinstanz erwähnt die Aussage des Rechtsvertreters des Opfers anlässlich der erstinstanzlichen Hauptverhandlung, wonach das Opfer 2 1⁄2 Monate krankgeschrieben gewesen sei, das Haus nicht habe verlassen können und auf Sport habe verzichten müssen (angefochtenes Urteil, S. 9 f. und act. 602 der Vorakten).
Die Vorinstanz erwägt in Bezug auf die Legalprognose, es bestünden beim Beschwerdeführer erhebliche Defizite, die gegen eine günstige Prognose sprächen. Auf diese detaillierten Ausführungen (angefochtenes Urteil, S. 20 ff.) kann verwiesen werden. Die Vorinstanz hebt demgegenüber positiv hervor, dass der Beschwerdeführer die Tat anerkenne und bereue. Auch sei er seither nicht mehr straffällig geworden (angefochtenes Urteil, S. 23).
1.3 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat. Die Sachverhaltsfeststellung kann nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG). Die Rüge der offensichtlich unrichtigen Feststellung des Sachverhalts (Art. 105 Abs. 2 BGG) prüft das Bundesgericht unter den in Art. 106 Abs. 2 BGG vorgegebenen Bedingungen. Offensichtlich unrichtig im Sinne von Art. 97 Abs. 1 BGG ist die Sachverhaltsfeststellung, wenn sie willkürlich ist (<ref-ruling> E. 2.4 mit Hinweis; vgl. zum Begriff der Willkür <ref-ruling> E. 2.4 mit Hinweisen).
1.4 Der Hinweis der Vorinstanz, das Opfer sei eigenen Angaben zufolge 2 1⁄2 Monate arbeitsunfähig gewesen, beruht auf einer (Partei-)Behauptung. Ob die Vorinstanz darauf abgestellt hat - sie erwähnt gleichzeitig die erstinstanzlich festgestellte Arbeitsunfähigkeit von 100 % bis am 9. Juni 2009 - kann offen bleiben. Die Vorinstanz bejaht die Einstufung der Tat als schwere Körperverletzung aus anderen Gründen (siehe nachfolgende Erwägung 2.2).
Das vom Beschwerdeführer angerufene Verbot der reformatio in peius ist nicht verletzt. Dieses Verbot würde erst greifen, wenn sich am Tatvorwurf oder am Strafmass etwas ändern würde. Beides wird vom Beschwerdeführer nicht behauptet.
Ebenfalls nicht verletzt ist der Anspruch des Beschwerdeführers auf rechtliches Gehör. Die Vorinstanz kann im Rahmen der Anklage den Sachverhalt (auch abweichend von der ersten Instanz) feststellen und eigene rechtliche Erwägungen vornehmen. Dass sie dabei einzelne Argumente des Beschwerdeführers nicht behandelt, ist zulässig, solange die Begründung insgesamt willkürfrei bleibt. Dies ist vorliegend der Fall. Wenn sich der Beschwerdeführer an einem einzelnen Fussballmatch als Zuschauer wohlverhalten hat, bildet dies kein entscheidendes Element bei der Prognosebildung. Die Vorbringen des Beschwerdeführers sind unbegründet.
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt eine falsche Anwendung von Bundesrecht. Die Vorinstanz habe ihn nach Art. 122 Abs. 1 StGB verurteilt. Die erste Instanz habe ihren Schuldspruch auf Art. 122 Abs. 3 StGB gestützt. Er habe sich daher im vorinstanzlichen Verfahren nur gegen diese Verurteilung gewehrt. Wenn die Vorinstanz ihn trotzdem nach Art. 122 Abs. 1 StGB verurteile, verstosse sie gegen das Verbot der reformatio in peius (Beschwerde, S. 8 f.). Zur Wahrung der Verfahrensfairness hätte die Vorinstanz ihn darauf aufmerksam machen müssen, dass sie auch eine Verurteilung nach Art. 122 Abs. 1 StGB in Betracht ziehe. Sie verletze damit § 163 Abs. 2 aStPO/AG. Da er sich zu Art. 122 Abs. 1 StGB nie habe äussern können, verletze die Vorinstanz zudem seinen Anspruch auf rechtliches Gehör und den Grundsatz des fairen Verfahrens (Beschwerde, S. 8 f.).
2.2 Die Vorinstanz bejaht aufgrund der ärztlichen Befunde (pag. 53 f. der Vorakten) eine unmittelbare Lebensgefahr des Opfers. Es habe eine lebensgefährliche Schädel-Hirn-Verletzung vorgelegen, weshalb Art. 122 Abs. 1 StGB erfüllt sei. Daran ändere nichts, dass das Leben des Opfers mangels einer Blutung ins Schädelinnere nicht akut bedroht gewesen sei. Massgeblich sei die erhebliche Wahrscheinlichkeit des tödlichen Verlaufs. Das Opfer habe vor der Operation auf der Abteilung für Intensivmedizin hospitalisiert werden müssen. Die Verletzung habe zu einem Zustand geführt, bei dem die Möglichkeit des Todes zu einer ernstlichen und dringlichen Wahrscheinlichkeit geworden sei (angefochtenes Urteil, S. 9 f.).
Die Vorinstanz erachtet auch Art. 122 Abs. 3 StGB als erfüllt. Das Opfer habe vom 23. Mai bis 3. Juni 2009 hospitalisiert und zweimal operiert werden müssen. Es habe sich auch regelmässigen ambulanten Behandlungen unterziehen müssen und weise drei Metallplatten im Kopf sowie diverse Narben am Kopf auf. Seit der Tat sei es auch je nach Wetter empfindlicher auf Kopfschmerzen (angefochtenes Urteil, S. 10).
2.3 Die Ausführungen des Beschwerdeführers sind unbehelflich. Das Verbot der reformatio in peius wird durch eine abweichende rechtliche Begründung nicht berührt. Es geht vorliegend um die rechtliche Würdigung des grundsätzlich unbestrittenen Sachverhalts, die unbesehen des Anklagegrundsatzes zulässig ist. Zudem hat der Beschwerdeführer sehr wohl zu Art. 122 Abs. 1 StGB plädiert (pag. 602 der Vorakten). Weiter stützt die Vorinstanz ihren Schuldspruch zumindest im Sinne einer Eventualbegründung auch auf Art. 122 Abs. 3 StGB ab. Die Ansprüche auf rechtliches Gehör und ein faires Verfahren sind nicht verletzt. Auf die gerügte Verletzung von § 163 Abs. 1 aStPO/AG ist daher nicht weiter einzugehen.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer macht auch materielle Einwände. Art. 122 Abs. 1 StGB verlange eine unmittelbare Lebensgefahr, die vorliegend nicht bestanden habe, da keine Blutung ins Schädelinnere aufgetreten sei. Dies gelte umso mehr, als die Ärzte mit der Operation beinahe fünf Tage gewartet hätten (Beschwerde, S. 9 ff.). Art. 122 Abs. 3 StGB sei nicht erfüllt, da die kurze Genesungszeit des Opfers die objektiven Voraussetzungen dieser Bestimmung nicht erfülle. Er könne lediglich aufgrund einer versuchten schweren Körperverletzung verurteilt werden, was zu einer Strafmilderung führen müsse (Beschwerde, S. 12 f.).
3.2 Die Vorbringen des Beschwerdeführers sind nicht stichhaltig. Die Vorinstanz begründet mit Bezug auf die bundesgerichtliche Rechtsprechung, weshalb eine schwere Körperverletzung vorliege. Demnach darf eine lebensgefährliche Körperverletzung im Sinne von Art. 122 Abs. 1 StGB nur angenommen werden, wenn die Verletzung zu einem Zustand geführt hat, in dem sich die Möglichkeit des Todes dermassen verdichtete, dass sie zur ernstlichen und dringlichen Wahrscheinlichkeit wurde, was aber nicht bedeutet, dass die Lebensgefahr notwendigerweise eine zeitlich unmittelbare, akute sein muss. Massgebend ist vielmehr die erhebliche Wahrscheinlichkeit des tödlichen Verlaufs (<ref-ruling> E. 1.1). Diese Anforderungen liegen gestützt auf die ärztliche Beurteilung (pag. 53 f. der Vorakten) klarerweise vor. Auf die vorinstanzlichen Erwägungen (angefochtenes Urteil, S. 8 ff.) kann verwiesen werden. Ob der von der Vorinstanz im Sinne einer Eventualerwägung ebenfalls in Betracht gezogene Schuldspruch gestützt auf Art. 122 Abs. 3 StGB Bundesrecht verletzt, kann offenbleiben.
4. 4.1 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz habe Art. 25 Abs. 2 lit. b des Bundesgesetzes vom 20. Juni 2003 über das Jugendstrafrecht (Jugendstrafgesetz, JStG; SR 311.1) falsch angewendet. Er habe dem Opfer zwar das Rollbrett grundlos an den Kopf geschlagen. Seine Tat sei verwerflich. Er habe allerdings nicht skrupellos im Sinne der obigen Bestimmung des JStG gehandelt. Er habe nur einmal zugeschlagen und das Opfer nach der Tat nicht noch weiter gequält. Heimtücke liege ebenfalls nicht vor. Insgesamt habe er dem Opfer nicht mehr Leid zugefügt als für eine schwere Körperverletzung notwendig sei (Beschwerde, S. 14 ff.).
4.2 Die Vorinstanz erwägt, die in Art. 25 Abs. 2 JStG erwähnte Skrupellosigkeit knüpfe an das entsprechende Tatbestandsmerkmal des Mordes an. Der Beschwerdeführer habe skrupellos gehandelt, da sein Beweggrund sowie die Art der Ausführung der Tat eine besonders verwerfliche Gesinnung offenbart hätten. Er habe das Rollbrett grundlos an den Kopf des Opfers geschlagen. Zuvor sei er weder vom Opfer noch von dessen Freundin provoziert worden. Er sei es vielmehr gewesen, der dem Opfer das Rollbrett weggenommen habe. Dieses sei durch den Schlag schwer verletzt worden, da es vom Angriff überrascht und in diesem Moment völlig wehrlos gewesen sei. Der niedrige Beweggrund des Beschwerdeführers und sein brutales Vorgehen stünden in einem klaren Missverhältnis zu den schweren Verletzungen, die das Opfer erlitten habe. Die erste Instanz habe die besonders verwerfliche Gesinnung und die Skrupellosigkeit des Beschwerdeführers bei der Tatbegehung zu Recht bejaht (angefochtenes Urteil, S. 11 ff.).
4.3 Gemäss Art. 25 Abs. 1 JStG kann ein Jugendlicher, der nach Vollendung des 15. Altersjahres ein Verbrechen oder ein Vergehen begangen hat, mit Freiheitsentzug von einem Tag bis zu einem Jahr bestraft werden. Nach Abs. 2 derselben Bestimmung wird der Jugendliche, der zur Zeit der Tat das 16. Altersjahr vollendet hat, mit Freiheitsentzug bis zu vier Jahren bestraft, wenn er ein Verbrechen begangen hat, das nach dem für Erwachsene anwendbaren Recht mit Freiheitsstrafe nicht unter drei Jahren bedroht ist (lit. a). Gleichermassen bestraft wird, wer eine Tat nach den Art. 122, 140 Ziffer 3 oder Art. 184 StGB begangen und dabei besonders skrupellos gehandelt hat, namentlich wenn der Beweggrund des Jugendlichen, der Zweck der Tat oder die Art ihrer Ausführung eine besonders verwerfliche Gesinnung offenbaren (lit. b).
4.4 In Frage steht die besonders skrupellose Tatbegehung im Sinne von Art. 25 Abs. 2 lit. b JStG. Zur Definition der Skrupellosigkeit sind die vom Bundesgericht entwickelten Kriterien zum Tatbestand des Mordes (Art. 112 StGB; hierzu <ref-ruling> E. 1a S. 13 f. mit Hinweisen) sinngemäss beizuziehen. Mord zeichnet sich nach der Rechtsprechung durch eine aussergewöhnlich krasse Missachtung fremden Lebens bei der Durchsetzung eigener Absichten aus. Für die Qualifikation verweist Art. 25 Abs. 2 lit. b JStG in nicht abschliessender Aufzählung auf äussere (Ausführung) und innere Merkmale (Beweggrund, Zweck). Diese müssen nicht alle erfüllt sein, um die Tatbestandsmässigkeit bejahen zu können. Entscheidend ist eine Gesamtwürdigung der äusseren und inneren Umstände der Tat.
Der Beschwerdeführer macht zu Unrecht geltend, das Tatbestandsmerkmal der besonderen Skrupellosigkeit sei nicht erfüllt. Es trifft zwar zu, dass er nur einmal zugeschlagen hat. Seine aus nichtigem Anlass, ohne Vorwarnung und mit roher Gewalt erfolgte Tat, die zu einer schwerwiegenden Verletzung des Opfers geführt hat, lassen den Schluss auf Skrupellosigkeit jedoch ohne weiteres zu. Die Vorinstanz verletzt kein Bundesrecht.
5. 5.1 Der Beschwerdeführer wendet sich gegen das Strafmass von zwei Jahren Freiheitsstrafe. Dieses stehe in keinem Verhältnis zu anderen Urteilen mit ähnlichem Sachverhalt. Da im vorliegenden Fall nicht eine vollendete Tatbegehung vorliege, sei die Strafe zusätzlich zu mildern. Eine Freiheitsstrafe von neun Monaten scheine angemessen. Die Strafe müsse sich nach dem Alter und der gesamten Persönlichkeit richten. Sie dürfe weder seine Entwicklung hemmen noch sich schädlich auswirken. Die Strafe sollte ihn fördern und günstig beeinflussen. Die Vorinstanz erwähne nichts vom Erziehungs- und Besserungsgedanken des Jugendstrafrechts, sondern gehe nur von der Ausgleichs- und Vergeltungsfunktion der Sanktion aus (Beschwerde, S. 16 f.).
5.2 Die Vorinstanz gibt die Tat- und Täterkomponenten ausführlich wieder, worauf verwiesen werden kann. Aufgrund der Tat- und Täterkomponenten erachtet sie einen Freiheitsentzug von zwei Jahren als angemessen. Der Beschwerdeführer könne aus anderen kantonalen Urteilen nichts zu seinen Gunsten ableiten. Die Strafzumessung erfolge aufgrund einer individualisierten Beurteilung aller massgeblichen Umstände. Zudem seien kantonale Unterschiede in der Strafzumessungspraxis hinzunehmen (angefochtenes Urteil, S. 13 ff.).
5.3 Bei der Strafzumessung sind die spezifischen Anforderungen des Jugendstrafrechts an die Sanktionierung Jugendlicher zu berücksichtigen (ausführlich <ref-ruling> E. 1.3 mit Hinweisen). Gemäss Art. 1 Abs. 2 lit. b JStG ist ergänzend Art. 47 StGB beizuziehen. Es liegt im Ermessen des Sachrichters, in welchem Umfang er die verschiedenen Strafzumessungsfaktoren berücksichtigt. Das Bundesgericht greift nur in die Strafzumessung ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen beziehungsweise in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat (<ref-ruling> E. 5.6 mit Hinweisen).
5.4 Die Ausführungen der Vorinstanz sind nicht zu beanstanden. Die vom Beschwerdeführer geltend gemachten Erziehungs- und Besserungsgedanken des Jugendstrafrechts ergeben sich bereits aus der angeordneten Unterbringung und der damit verbundenen ambulanten Massnahme. Das Jugendstrafrecht folgt dem dualistisch-vikariierenden System, wonach neben einer Massnahme grundsätzlich auch eine Strafe auszufällen ist (<ref-ruling> E. 1.3). Dabei wird zuerst die Massnahme vollstreckt. Der mit der Massnahme verbundene Freiheitsentzug wird auf die Strafe angerechnet und die Reststrafe wird bei erfolgreicher Massnahme nicht mehr vollzogen, wenn der mit der Massnahme verbundene Freiheitsentzug kürzer als die aufgeschobene Freiheitsstrafe ist. Der Beschwerdeführer bringt nichts vor, was die vorinstanzliche Strafzumessung in Frage stellen könnte.
6. 6.1 Der Beschwerdeführer verlangt, dass die Freiheitsstrafe bedingt auszusprechen sei, da ihm keine schlechte Legalprognose gestellt werden könne. Die Vorinstanz verletze Art. 35 Abs. 1 JStG über den bedingten Vollzug von Strafen. Sie stelle hauptsächlich auf ein Gutachten vom 22. Dezember 2009 ab und verkenne, dass er erfolgreich ein Anti-Aggressions-Training abgeschlossen und grosse Fortschritte in Form von Risikobewältigungskompetenzen gemacht habe. Die Vorinstanz suche lediglich nach negativen Punkten in den pädagogischen Berichten. Es sei zudem zu berücksichtigen, dass Jugendliche durch die Fremdplazierung aus ihrer gewohnten Umgebung herausgerissen würden. Ausserdem gehe die Vorinstanz davon aus, dass die Unterbringung nützlich und notwendig sei, ansonsten sie ihre Aufhebung verfügt hätte. Es frage sich, weshalb sie auf ein altes Gutachten, das vor Beginn der Unterbringung datiere, abstelle. Seine Rückfallgefahr sei gesunken, zumal er sich schon seit 2 1⁄2 Jahren wohlverhalte, unter der Woche abends ins Fussballtraining gehe und sich an den Wochenenden regelmässig bei den Eltern aufhalte. Die Vorinstanz verletze Art. 35 JStG auch, indem sie festhalte, dass aufgrund der Schwere der Tat ein bedingter Vollzug der Strafe nicht erfolgen könne. Die Tatschwere müsse bei der Strafhöhe berücksichtigt werden und nicht im Rahmen der Legalprognose. Schliesslich widerspreche sich die Vorinstanz, wenn sie die Vorstrafen als klar negativ bewerte, gleichzeitig aber betone, gelegentliches Delinquieren als solches stelle kein negatives Prognosekriterium dar. Richtigerweise dürfe in Bezug auf die Legalprognose nicht darauf abgestellt werden (Beschwerde, S. 18 ff.).
6.2 Die Vorinstanz begründet die unbedingte Freiheitsstrafe mit der negativen Legalprognose des Beschwerdeführers. Das Gutachten vom 22. Dezember 2009 sei nach wie vor aktuell. Entscheidend sei nicht das Alter des Gutachtens, sondern die Frage, ob Gewähr dafür bestehe, dass sich die Ausgangslage nicht gewandelt habe.
Gemäss Gutachten weise der Beschwerdeführer dissoziale und narzistische Persönlichkeitsmerkmale auf. Es bestünden eine geringe Frustrationstoleranz und eine niedrige Hemmschwelle für aggressives und gewalttätiges Verhalten. Der Beschwerdeführer bagatellisiere eigenes Fehlverhalten. Aufgrund mangelnder alternativer Strategien ergebe sich in Konfliktsituationen eine ungünstige Prognose mit einer erhöhten Rückfallwahrscheinlichkeit (angefochtenes Urteil, S. 21).
Die Vorinstanz bewertet weiter das deliktische Vorleben des Beschwerdeführers als negativ. Wegen Tätlichkeiten sei es 2006 zu Schularrest von drei Halbtagen gekommen. Ausserdem sei 2009 gegen ihn wegen Tätlichkeiten, Bedrohungen und Erpressungen ein Schularealverbot verhängt worden, das er nicht eingehalten habe. Nur kurze Zeit darauf habe er die vorliegend zu beurteilende Tat begangen. Danach sei es zu Verstössen gegen die verfügten Auflagen gekommen. Zu seinen Ungunsten fielen auch die Umstände der absolut nicht nachvollziehbaren Tat ins Gewicht. Die Institution "casaviva", in welcher der Beschwerdeführer untergebracht worden sei, habe den Betreuungsauftrag per 30. Juni 2010 zurückgegeben, da er weder Selbstverantwortung noch Eigeninitiative gezeigt habe. Gemäss Verfügung der Jugendanwaltschaft vom 30. Juni 2010 hätten kaum Entwicklungs- und Veränderungsprozesse festgestellt werden können. Mit seinem dominanten Verhalten sei er für die Bewohner zunehmend bedrohlich geworden. Er habe auch verschiedentlich Termine beim Psychologen nicht wahrgenommen. Wirkliche Einsichten in sein Verhalten fehlten. Seit März 2011 sei es zu "Kurvengängen" gekommen, wobei mehrere Verwarnungen zu keinen positiven Verhaltensänderungen geführt hätten. Am 12. April 2011 habe er deshalb zur Stabilisierung und Planung des weiteren Vorgehens im Bezirksgefängnis Kulm untergebracht werden müssen (angefochtenes Urteil, S. 21).
6.3 Die Beurteilung der Gewährung des bedingten Strafvollzugs bildet Teil der Strafzumessung, bei welcher dem Sachrichter ein erheblicher Spielraum des Ermessens zusteht. Für die Anwendung von Art. 35 JStG über den bedingten Vollzug von Strafen gemäss Jugendstrafgesetz gelten die gleichen Massstäbe.
Die Vorinstanz verneint die Legalbewährung des Beschwerdeführers und stellt ihm eine insgesamt ungünstige Prognose. Inwiefern die Vorinstanz von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen sein sollte oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen bzw. in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet haben sollte, ist nicht ersichtlich und zeigt der Beschwerdeführer nicht auf.
Es sind zwar (wenige) positive Entwicklungspunkte beim Beschwerdeführer erkennbar, so etwa die fehlende Delinquenz seit der Tat und der regelmässige Besuch dreier Fussballtrainings unter der Woche. Dies vermag allerdings die insgesamt negative Prognose über das künftige Wohlverhalten ausserhalb einer engmaschig geführten Institution nicht massgeblich zu beeinflussen. Die Vorinstanz weist zu Recht darauf hin, dass aufgrund des nach wie vor nicht optimalen Verlaufs der Unterbringung nicht von einem künftigen deliktsfreien Verhalten ausgegangen werden kann. Zudem ist zu befürchten, dass sich der Beschwerdeführer bei Gewährung des bedingten Strafvollzugs der ambulanten Massnahme entziehen wird. Die vorinstanzlichen Ausführungen zur Legalprognose sind nicht zu beanstanden.
7. Die Beschwerde ist abzuweisen. Bei diesem Verfahrensausgang sind die bundesgerichtlichen Kosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Sein Gesuch um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege ist abzuweisen, da die Beschwerde von vornherein aussichtslos war. Seiner finanziellen Lage ist mit herabgesetzten Gerichtskosten Rechnung zu tragen (Art. 65 Abs. 2 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 1'600.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Aargau, Jugendstrafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 15. März 2012
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Der Gerichtsschreiber: Keller