Under ett tal i London sade Nicola Sturgeon att Cameron hade förlorat röster i den skotska självständighetsomröstningen genom att vara negativ.
Hon sade att hon ville ha en överväldigande röst för att stanna kvar i EU.
UKIP:s skotska parlamentsledamot, David Coburn, sade att SNP ville ha skotsk självständighet medan "fortfarande styrdes av Bryssel".
Och han sade att om man lämnar EU skulle man få tillbaka mer makt till Skottland från Bryssel.
Sturgeon berättade för en inbjuden publik vid resolutionsstiftelsen att hon skulle använda sig av folkomröstningskampanjen för att argumentera inte bara för EU:s ekonomiska fördelar, utan också för de sociala rättigheter och anställningsrättigheter som följer av medlemskapet.
Men hon upprepade återigen att om Skottland röstade för att stanna kvar i EU den 23 juni medan Storbritannien som helhet röstade för att lämna landet, skulle det kunna utlösa krav på en andra folkomröstning om oberoende.
Opinionsundersökningar har genomgående visat att EU-medlemskapet är mer populärt i Skottland än på andra håll i Storbritannien.
Sturgeons inlägg kom i takt med att den brittiska regeringen publicerade en analys som tyder på att ett EU-utträde skulle kunna leda till en "decension av osäkerhet", med inverkan på ekonomin och sysselsättningen.
I sitt anförande sade Sturgeon att den skotska regeringen fortsatte att tro att EU-medlemskapet ligger i Skottlands bästa intresse.
Hon lovade att göra ett "positivt och konstruktivt argument" för att stanna kvar i EU och att "kämpa helhjärtat" för att uppnå en "överväldigande seger över alla delar av Förenade kungariket för att stanna kvar i Europeiska unionen".
Den förste ministern tillade: "Det är intressant att höra många av de argument som vi hörde under den skotska folkomröstningen som upprepades i början av EU:s folkomröstning, om än i olika sammanhang.
"Men jag tror att det finns några tidiga lärdomar från den skotska folkomröstningen som vi alla borde ta hänsyn till under de kommande veckorna och månaderna."
Av Brian Taylor, politisk redaktör för BBC Scotland
Ett intressant argument som lagts fram i dag av Nicola Sturgeon Anent medlemskap i EU. Fru Sturgeon öppnade, för att undvika tvivel, med en första princip.
Hon bekräftade för sin publik i London att hon förblev en förespråkare för skotsk självständighet. Hon upprepade vidare att Brexit utan skotskt samtycke mycket väl skulle kunna leda till påtryckningar inför en andra folkomröstning om oberoende.
Och så har vi en konstruerad syllogism. Brexit - Skottland = indyref2.  Därför är fru Sturgeon naturligtvis en anhängare av Brexit? QED? Vad är det? Eller hur? I grund och botten fel?
Fru Sturgeon gick faktiskt så långt att hon sade: "Jag vill att Skottland ska vara oberoende, men jag vill inte att Skottland ska bli oberoende eftersom Storbritannien väljer att lämna Europeiska unionen."
Betyder det att hon bestämt förkastar en möjlig väg till oberoende? Det kan låta så, men jag tror att verkligheten är annorlunda.
Läs mer från Brian
Sturgeon sade att den skotska folkomröstningen hade visat att det var möjligt att skapa en "hotande demokratisk debatt" genom att uppmuntra människor att bli "helt engagerade i frågorna".
Men hon tillade att en av de obestridliga lärdomarna av den skotska erfarenheten var att en "försonlig, negativ, rädsla-baserad kampanj" såg anhängare av att förbli i Storbritannien "förlora en 20-punkts ledning".
Sturgeon, som upprepade den skotska regeringens löfte att inte dela en plattform med David Cameron under kampanjen, medgav att EU inte var perfekt, ofta kunde vara "byråkratiskt och stökigt" och hade misskött den grekiska skuldkrisen.
Men hon sade att EU:s insatser på områden som miljöskydd och arbetstagares rättigheter hade lämnat miljontals människor "förmögnare, friskare, lyckligare och friare".
Dessa fördelar bör "avsägas inte", insisterade hon.
Ursula Sturgeon sade att det inte finns någon "motsättning" mellan att tro på oberoende för Skottland samtidigt som hon stöder EU-medlemskapet.
Hon tillade: "Jag vill att Skottland ska vara oberoende, men jag vill inte att Skottland ska bli oberoende eftersom Storbritannien väljer att lämna Europeiska unionen."
David Coburn, ledaren för UKIP i Skottland och partiets enda valda företrädare norr om gränsen, sade: "Om SNP ville ha självständighet, vad är oberoende med att styras av Bryssel?
"Åtta procent av lagarna stiftas i Bryssel och om vi brexit kommer det att finnas massor av makter som kommer tillbaka till Holyrood från Bryssel. Vi skulle ha fler krafter."
Han tillade: " Varför vill inte SNP ha detta? Därför att de är ett Europavänligt parti och de kommer att göra allt som deras Brysselmästare säger åt dem att göra.
"Om vi lämnar EU kommer vi att få tillbaka våra 200-milsgränser för fiske i stället för att ha spanska plundring våra hav.
"Vi kommer också att kunna fatta beslut om makt för att hålla saker som Longannet Power Station öppna och vi kommer att kunna se till att vi kan hålla våra industrier som stål igång eftersom vi kommer att kunna ställa våra egna tariffer när vi är utanför Europeiska unionen."
Skottlands förste minister har varnat David Cameron för att kämpa mot en EU-omröstning som bygger på "försonliga, negativa och rädsla".